【Python関数】理解と活用 Part-1

プログラミングを学ぶ上で、関数は非常に重要な概念です。関数はコードの再利用、整理、および管理を容易にし、プログラムを効果的に構築するための基盤となります。

今回のブログでは、関数の基本的な重要性と、Python言語での関数の役割について解説いたします。

【Python関数】理解と活用 Part-2はこちら

1. python 関数 – はじめに

1-1. 関数の重要性とその目的

関数は、特定のタスクを実行するコードのまとまりを定義する方法です。使用することで、コードの重複を避け、プログラムの可読性と保守性を向上させることができます。

また、関数はプログラムの各部分を分離し、エラーの特定と修正を簡単にすることができます。

これらの利点により、関数は効率的で効果的なプログラミングをサポートし、開発者が複雑なプログラムを構築する上で不可欠なツールとなります。

1-2. Pythonにおける関数の役割

Pythonでは、defキーワードを使用して関数を定義し、関数名とパラメータを指定することで、特定のタスクを実行する「コードブロック」を作成できます。

また、Pythonは多くの組み込み関数を提供しており、これらの関数を利用することで、開発者はさまざまなタスクを簡単かつ効率的に実行することができます。

Pythonの関数は、プログラムの構造を明確にし、コードの再利用を促進し、開発者がより迅速かつ効果的にプロジェクトを完了することを可能にします。

2. 関数の定義

Pythonで関数を作成することは、プログラムの効率と整理を向上させる基本的かつ重要なスキルです。このセクションでは、Pythonで関数を定義する基本的な方法について学びます。

2-1. defキーワードの使用

関数を定義するには、defキーワードを使用します。このキーワードは、Pythonに新しい関数を定義する意図を伝え、その後、関数を定義します。

defキーワードの後には関数名と括弧が続き、その後にコロン（:）が来ます。これにより、関数のコードブロックが始まります。

def greet(name):
    print(f"Hello, {name}!")

2-2. 関数名とパラメータの設定

関数名は、関数の目的を明確に示すものであると良いでしょう。また、関数名は英字で始まり、それ以外には、数字、アンダースコア（_）のみを含むことができます。

括弧内には、関数に渡すことができるパラメータ（引数）を指定します。これらのパラメータは、関数内で使用され、関数の動作をカスタマイズするのに役立ちます。

def greet(name):
    print(f"Hello, {name}!")

上記の例では、greetという名前の関数を定義しています。

この関数には、nameという名前のパラメータ（引数）があり、関数はこのパラメータを使用して挨拶メッセージを表示します。

このように、関数は入力を受け取り、指定されたタスクを実行し、必要に応じて出力を返すことができます。

3. Python関数の呼び出し

関数を定義した後は、それを呼び出して実行する必要があります。関数の呼び出しは非常に簡単で、Pythonのプログラムで頻繁に行われる操作です。

3-1. 関数の呼び出し方法

関数を呼び出すには、関数名を書き、その後に括弧を付けます。括弧内には、関数に渡す引数を置くことができます。

関数が引数を必要とする場合、適切な数とタイプの引数を提供することが重要です。

greet("Alice")

上記のコードスニペットでは、以前に定義したgreet関数を呼び出しています。

括弧内の"Alice"は、関数に渡される引数です。この引数は、関数のnameパラメータにマッピングされ、関数の本体で使用されます。

結果として、greet関数は"Hello, Alice!"と表示します。

def greet(name): # ①nameパラメーターを指定

    print(f"Hello, {name}!")　# ②nameパラメーターを関数内で使用

greet("Alice")　# ③"Alice"という引数を提供し、greet関数を呼び出す

【表示結果】
Hello, Alice!

関数を呼び出すときは、引数を関数定義で指定されたパラメータの順番通りに提供することが基本的なルールです。

上記の例では、①greet関数の定義でnameパラメータが指定されているので、呼び出し時に"Alice"という引数を提供しています。

4. 戻り値（return）

関数は特定のタスクを実行し、その結果を呼び出し元に返すことができます。この結果を「戻り値」と呼びます。戻り値は、関数の実行結果をプログラムの他の部分で使用するために重要です。

4-1. returnキーワードの説明

returnキーワードは、関数から値を返すために使用されます。このキーワードは関数の本体内で使用し、returnの後に返したい値を指定します。

returnキーワードは関数の実行を終了し、指定された値を呼び出し元に返します。

4-2. 戻り値の利用例

以下のコードスニペットは、戻り値の基本的な使用例を示しています。

def add(a, b):　　　#①
    return a + b　　#②
result = add(5, 3)　#③
print(result) 　　　#④
# 出力結果: 8

戻り値は、関数の出力を捕捉し、それをプログラムの他の部分で利用するために非常に重要です。戻り値を理解し利用することで、より複雑で効果的なプログラムを作成することができます。

5. 引数とパラメータ

関数を効果的に利用するには、引数とパラメータの理解が不可欠です。これらは関数の入力を制御し、関数の動作をカスタマイズする方法を提供します。

5-1. 位置引数とキーワード引数の違い

引数は関数呼び出し時に関数に渡される値であり、パラメータは関数定義内で使用される変数です。Pythonでは、引数を2つの方法で関数に渡すことができます（位置引数とキーワード引数）

位置引数

位置引数は、関数を呼び出す際に、引数を関数定義で指定されたパラメータの順番通りに渡す方法を指します。

引数の順序が、関数がどの引数がどのパラメータに対応するかを理解するために重要になるため、この名前が付けられています。

# 関数定義
def greet(name, age):
    pass

# 位置引数の使用例
greet("Alice", 25)

この例では、greet関数を呼び出す際に、引数を関数定義のパラメータ順（name, age）に渡しています。したがって、"Alice"はnameパラメータに、25はageパラメータにマッピングされます。
※passは何もしないことを意味します。

キーワード引数

引数はパラメータ名と一緒に明示的に渡されます。これにより、引数の順序は関数定義の順序と異なる場合があります。

# 関数定義
def greet(name, age):
    pass

# キーワード引数の使用例
greet(age=25, name="Alice")

この例では、greet関数を呼び出す際に、パラメータ名を明示的に指定して引数を渡しています。

キーワード引数を使用することで、引数の順序は関数定義の順序と異なる場合があります。この場合でも、"Alice"はnameパラメータに、25はageパラメータにマッピングされます。

5-2. デフォルトパラメータの設定

デフォルトパラメータは、関数呼び出し時に引数が提供されなかった場合に使用されるデフォルトの値を設定する方法を提供します。

def greet(name="World"):
    print(f"Hello, {name}!")

greet()          # Output: Hello, World!
greet("Alice")   # Output: Hello, Alice!

上記の例では、greet関数はnameパラメータにデフォルト値"World"を持っています。このため、greet関数を引数なしで呼び出すと、デフォルトの挨拶"Hello, World!"が表示されます。しかし、"Alice"という引数を提供すると、関数はこの新しい値を使用して"Hello, Alice!"と表示します。

デフォルトパラメータは、関数の柔軟性を向上させ、引数が省略された場合にも関数が正常に動作することを保証します。これにより、関数はさまざまな状況で再利用可能になり、コードの保守が容易になります。

5-3. パラメーターについて

関数定義において、パラメーターは関数名の後の括弧()内に指定されます。

パラメーターは、関数が受け取る入力の「変数」を定義するもので、関数内で使用できる変数名を提供します。

以下の例で説明します。

def greet(name, age):
    pass

ここで、nameおよびageはgreet関数のパラメーターです。

これらのパラメーター名は、関数greetの内部で使用でき、関数が呼び出される際に具体的な値（引数）を受け取ることができます。

5-4. 引数とパラメーター違い

パラメーター (Parameter)

• パラメーターは、関数定義の際に関数名の後の括弧 () 内で指定される変数名です。
• これは、関数が受け入れる入力の「型」を定義し、関数内で使用する変数の名前を提供します。

def greet(name, age):  # 'name'と'age'はパラメーター
    pass

↑の例で言うと、name,ageがパラメーターです。

引数 (Argument)

• 引数は、関数を呼び出す際に実際に関数に渡される値です。
• これは具体的な値であり、関数が実行される際にパラメーターに代入されます。

greet("Alice", 25)  # "Alice"と25は引数

この例では、greet関数を呼び出す際に"Alice"と25という引数を提供しています。これらの引数は、関数定義のパラメーターnameおよびageに対応しています。

【Python関数】理解と活用 Part-2はこちら

おすすめプログラミングスクール

プログラミング未経験でも就職が可能