Python의 함수

 

Python의 함수

 

 

함수를 사용하는 이유?

프로그래밍을 하다 보면 똑 같은 내용을 반복해서 작성할 때 함수를 사용한다. 즉 반복되는 부분이 있을 경우

‘반복적으로 사용되는 가치 있는 부분’을 한 뭉치로 묶어서 ‘어떤 입력값을 주었을 때 어떤 결괏값을 돌려준다’

라는 식의 함수로 작성하는 것이 현명하다. 또한 함수를 사용하면 자신이 만든 프로그램의 흐름을 쉽게 파악할 수 있다.

 

Python 함수의 구조

def는 함수를 만들 때 사용하는 예약어이다. 함수 이름은 함수를 만드는 사람이 임의로 만들 수 있다.

아래는 함수의 기본 문장 구조이며 예제를 확인해보자.

변수 a에 3, b에 4를 대입한 다음 앞에서 만든 add 함수에 a와 b를 입력값으로 넣어 준다. print(c)로 결값을 확인할 수 있다.

## 함수의 구조 예제
def add(a, b):
      return a + b
a = 3
b = 4
c = add(a, b)
print(c)
→ 7

 

 

매개변수와 인수

매개변수는 함수에 입력으로 전달된 값을 받는 변수를 의미하고 인수는 함수를 호출할 때 전달하는 입력값을 의마한다.

아래 예제를 보고 매개변수와 인수를 이해해보자.

## 매개변수와 인수
def add(a, b):  ← a, b는 매개변수
      return a + b

print(add(3, 4)) ← 3, 4는 인수 

 

○ 변수의 생명주기

변수의 생명주기는 변수가 메모리에 존재하는 기간을 말한다.

1. 전역변수 : 프로그램이 실행되는 동안 계속 존재

2. 지역변수 : 함수가 호출될 때 생성되고 함수가 종료될 때 소멸

## 변수의 생명주기
def example_function():
    local_var = 100  # 지역 변수: 함수 호출 시 생성, 종료 시 소멸
    print(local_var)
...                  # 이 지점에서 local_var는 접근 불가능
example_function()   # 함수 호출 시 local_var 생성
→ 100                # 함수 종료 후 local_var는 소멸

 

 

입력값과 결괏값에 따른 함수의 형태

 

함수는 들어온 입력값을 받아 어떤 처리를 하여 적절한 결괏값을 돌려준다.

함수의 형태는 입력값과 결괏값의 존재 유무에 따라 4가지 유형으로 나뉜다. 다음을 알아보자.

 

○ 일반적인 함수

입력값이 있고 결값이 있는 함수가 일반적인 함수이다.

다음은 일반 함수의 예제이다. add 함수는 2개의 입력값을 받아서 서로 더한 결괏값을 돌려준다.

이처럼 입력값과 결괏값이 있는 함수의 사용법을 정리하면 다음과 같다.

“결값을 받을 변수 = 함수이름(입력인수 1, 입력인수 2, …)"

## 일반적인 함수 예제
def add(a, b):
      return a + b
c = add(3, 4)
print(c)
→ 7

 

 

○ 입력값이 없는 함수

아래 예제는 say라는 이름의 함수를 만들었다. 그런데 매개변수 부분을 나타내는 함수 이름 뒤의 괄호 안이 비어있다.

이 함수를 쓰기 위해서는 say()처럼 괄호 안에 아무 값도 넣지 않아야 한다.

이 함수는 입력값은 없지만 결괏값으로 Hi라는 문자열을 돌려준다.

이처럼 입력값이 없고 출력값만 있는 함수는 “결괏값을 받을 변수 = 함수이름()”으로 작성한다.

## 입력값이 없는 함수
def say():
      return 'Hi'
...
a = say()
print(a)
→ Hi

 

 

○ 결괏값이 없는 함수

결괏값이 없는 함수 역시 존재한다. 다음 예제를 보자.

결괏값이 없는 함수는 호출해도 돌려주는 값이 없기 때문에 다음과 같이 사용한다.

결괏값이 없는 함수는 “함수이름(입력인수1, 입력인수2, …)처럼 작성한다.

## 결괏값이 없는 함수
def add(a, b):
      print("%d, %d의 합은 %d입니다." % (a, b, a + b))
...
add(3, 4)
→ 3, 4의 합은 7입니다.
c = add(3, 4)
print(c)
→ None

 

이때 유의점은 ‘3, 4의 합은 7입니다.’라는 문장을 출력하였는데 결괏값이 없다는 것이 이해하기 힘든 부분일 수 있다.

하지만 print문은 함수의 구성 요소 중 하나인 <수행할 문장>에 해당하는 부분일 뿐이다.

이와 같은 이유로 결괏값은 없고, 결괏값은 오직 return명령어로만 돌려받을 수 있다.

돌려받을 값을 a 변수에 대입하여 출력해 보면 결괏값이 있는지 없는지 확인할 수 있다.

add함수처럼 결괏값이 없을 때 a = add(3, 4)처럼 쓰면 함수 add는 반환 값으로 a 변수에 None을 돌려준다.

이것을 가지고 결괏값이 있다고 생각하면 곤란하다.

 

○ 입력값도 결괏값도 없는 함수

이 경우 역시 존재한다. 아래 예제처럼 입력 인수를 받는 매개변수도 없고 return문도 없으니 입력값도 결괏값도 없는 함수이다.

## 입력값, 결괏값이 없는 함수
def say():
      print('Hi')
...
say ()
→ Hi

 

 

매개변수 지정하여 호출하기

함수를 호출할 때 매개변수를 지정할 수도 있다. 다음 예제에서 매개변수를 지정하여 사용할 수 있다.

매개변수를 지정하면 순서에 상관없이 사용할 수 있다는 장점이 있다.

## 매개변수 지정하여 호출하기 예제
def add(a, b):
      return a+b
result = add(a=3, b=7)
print(result)
→ 10
result = add(a=5, b=3)
print(result)
→ 8

 

 

함수의 입력값이 여러 개일 때

입력값이 여러 개일 때 그 입력값을 모두 더해 주는 함수를 생각해 보자. 하지만 몇 개가 입력될지 모를 때는 어떻게 해야 할까?

일반적으로 볼 수 있는 함수 형태에서 괄호 안의 매개변수 부분이 매개변수로 바뀌었다.

 

○ 여러 개의 입력값을 받는 함수 만들기

다음 에제를 통해 여러 개의 입력값을 모두 더하는 함수를 직접 만들어 보자.

예를 들어 add_money(1, 2)이면 3을, add_money(1,2,3,)이면 6을 돌려주는 함수를 만들어 보자.

add_money 함수는 입력값이 몇 개이든 상관이 없다.

*args처럼 매개변수 앞에 *을 붙이면 입력값을 전부 모아서 튜플로 만들어 주기 때문이다.

여기서 *args는 임의로 정한 변수 이름이다. 사실 아무 이름이나 써도 가능하다. 이 함수를 직접 실행해 보자.

## 함수의 입력값이 여러 개일 때 예제
def add_money(*args):
      result = 0
      for i in args:
            result = result + i
      return result
result = add_money(1,2,3)
print(result)
→ 6
result = add_money(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10)
print(result)
→ 55

 

 

여러개의 입력을 처리할 때 "def add_money(*args)"처럼 함수의 매개변수로 *args만 사용할 수 있는 것은 아니다.

아래 예제를 보면 add_mul 함수는 여러 개의 입력값을 의미하는 *args 매개변수 앞에 choice 매개변수가 추가되어 있다.

매개변수 choice에 'add'가 입력되는 경우 *args에 입력되는 모든 값을 더해서 15를 돌려주고,

'mul'이 입력된 경우 *args에 입력되는 모든 값을 곱해서 120을 돌려준다.

## 함수의 입력값이 여러 개일 때 응용 예제
def add_mul(choice, *args):
      if choice == "add":
            result = 0
            for i in args:
                  result = result + i
      elif choice == "mul":
            result = 1
            for i in args:
                  result = result * i
      return result
result = add_mul('add', 1,2,3,4,5)
print(result)
→ 15
result = add_mul('mul', 1,2,3,4,5)
print(result)
→ 120

 

 

키워드 파라미터

키워드 파라미터를 사용할 때는 매개변수 앞에 별 두 개(**)를 붙인다. 다음 예제를 확인해 보자.

'**kwargs'처럼 매개변수 이름 앞에 **을 붙이면 매개변수 kwargs는 딕셔너리가 되고

모든 Key-Value 형태의 결괏값이 그 딕셔너리에 저장된다.

## 키워드 파라미터 예제
def print_kwargs(**kwargs):
      print(kwargs)
print_kwargs(a=1)
→ {'a' : 1}
print_kwargs(name = 'foo', age=3)
→ {'age' : 3, 'name' : 'foo'}

 

 

함수의 결괏값은 언제나 하나

아래 예제를 보자. 함수의 결괏값은 2개가 아니라 언제나 1개이기 때문에 아래 결과와 같이 (7, 12)라는 튜플 값을 갖게 된다.

## 함수의 결괏값은 언제나 하나 예제1
def add_and_mul(a, b):
      return a+b, a*b
result = add_and_mul(3, 4)
→ (7, 12)

 

 

만약 2개의 결괏값처럼 받고 싶다면 다음과 같이 함수를 호출해야 된다.

## 함수의 결괏값은 언제나 하나 예제2
def add_and_mul(a, b):
      return a+b, a*b
result1, result2 = add_and_mul(3, 4)
print(result1)
→ 7
print(result2)
→ 12

 

 

아래 예제와 같이 return값을 두개 사용하면 결괏값이 어떻게 나오는지 의문점을 가지게 된다.

이때, return값은 위의 한 줄만 사용하게 된다. 즉, 함수는 return문을 만나는 순간 결괏값을 돌려준 다음 함수를 빠져나가게 된다.

## 함수의 결괏값은 언제나 하나 예제3
def add_and_mul(a, b):
      return a+b
      return a*b
result = add_and_mul(2, 3)
→ 5

 

 

○ return의 또 다른 쓰임새

특별한 상황일 때 함수를 빠져나가고 싶다면 return을 단독으로 써서 함수를 즉시 빠져나갈 수 있다.

아래 예제는 '별명'을 입력으로 전달받아 출력하는 함수이다. 이 함수 역시 반환 값은 없다.

## return의 또 다른 쓰임새 예제
def say_nick(nick):
      if nick == "바보":
            return
      print("나의 별명은 %s입니다." % nick)
say_nick('야호')
→ '나의 별명은 야호입니다.'
say_nick('바보')
→ 

 

매개변수의 초깃값 미리 설정하기

매개변수에 초기값을 미리 설정해 주어 인수를 전달하는 방법을 알아보자.

아래 함수를 보면 매개변수가 name, old, man=True 이렇게 3개다. 이때 man=True처럼 매개변수에 미리 값을 넣어 준 것이다.

함수의 매개변수에 들어갈 값이 항상 변하는 것이 아닐 경우에는 이렇게 함수의 초기값을 미리 설정해 두면 유용하다.

 

## 매개변수의 초깃값 미리 설정하기
def say_myself(name, old, man=True):
      print("나의 이름은 %s입니다." % name)
      print("나이는 %d입니다." % old)
      if man:
            print("남자입니다.")
      else:
            print("여자입니다.")
say_myself("홍길동",27, True)
→ 나의 이름은 홍길동입니다.
→ 나이는 27살입니다.
→ 남자입니다.
say_myself("홍길동",27, False)
→ 나의 이름은 홍길동입니다.
→ 나이는 27살입니다.
→ 여자입니다.

 

※ 만약 old와 man=True의 순서를 바꾸면 오류가 생겨난다. 때문에 초기화 시키고 싶은 매개변수를 항상 뒤쪽에 놓아야 한다.

 

함수 안에서 선언한 변수의 효력 범위

 

함수 안에서 사용할 변수의 이름을 함수 밖에서도 동일하게 사용한다면 어떻게 될까? 이 물음에 대하여 다음 예제를 보자.

## 매개변수의 초깃값 미리 설정하기
a = 1
def vartest(a):
      a = a + 1

vartest(a)
print(a)
→ 1

 

먼저 a라는 변수를 생성하고 1을 대입한다.

다음 입력으로 들어온 값에 1을 더해 주고 결괏값은 돌려주지 않는 vartest 함수를 선언한다.

매개변수 a에 1을 더했으니까 2가 출력될 것 같지만 프로그램 소스를 실행해 보면 결괏값이 1이 나온다.

그 이유는 함수 안에서 새로 만든 매개변수는 함수 안에서만 사용하는 '함수만의 변수'이기 때문이다.

즉 def vartest(a)에서 입력값을 전달받는 매개변수 a는 함수 안에서만 사용하는 변수이지 함수 밖의 변수 a가 아니라는 뜻이다.

 

함수 안에서 함수 밖의 변수를 변경하는 방법

 

○ return 사용하기

vartest 함수는 입력으로 들어온 값에 1을 더한 값을 돌려준다.

따라서 'c = vartest(a)'라고 대입하면 c가 vartest 함수의 결괏값으로 바뀐다.

여기에서도 물론 vartest 함수 안의 a 매개변수는 함수 밖의 c와는 다른 것이다.

## return 사용하기
a = 1
def vartest(a):
      a = a + 1
      return a

c = vartest(a)
print(c)
→ 2

 

 

○ global 명령어 사용하기

아래 예에서 볼 수 있듯이 vartest함수 안의 global a문장은 함수 안에서 함수 밖의 a 변수를 직접 사용하겠다는 뜻이다.

하지만 프로그래밍을 할 때 global 명령어는 사용하지 않는 것이 좋다. 이유로 함수는 독립적으로 존재하는 것이 좋기 때문이다.

외부 변수에 종속적인 함수는 그다지 좋은 함수가 아니다. 그러므로 가급적 global 명령어 보다는 return을 이용하자.

## global 명령어 사용하기
a = 1
def vartest():
      global a
      a = a + 1

vartest()
print(a)
→ 2

 

 

lambda 함수

lambda는 함수를 생성할 때 사용하는 예약어로 def와 동일한 역할을 한다. 보통 함수를 한줄로 간결하게 만들 때 사용한다.

우리말로는 ‘람다’라고 읽고 def를 사용해야 할 정도로 복잡하지 않거나 def를 사용할 수 없는 곳에 주로 쓰인다.

표현식으로는 “lambda 매개변수1, 매개변수2, … : 매개변수를 사용한 표현식”와 같이 작성한다.

다음 예제를 보고 코드를 이해해 보자.

## lambda 함수 예제
add = lambda a, b: a+b
result = add(3, 4)
print(result)
→ 7

def add(a, b):
      return a+b
...
result = add(3,4)
print(result)
7

 

위의 두 코드는 lambda 함수와 def를 이용한 함수 두 예제이다. 둘의 예제는 동일한 결괏값을 보여준다.

 

 

이번 연구 주제는 Python의 함수에 관하여 알아보았다. 매개변수의 지정과 return의 중요성을 깨달았다.

다음 연구노트는 사용자의 입력과 출력, 파일 읽고 쓰기를 알아보도록 하겠다.

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