Python_함수 정의

    파이썬에서 필수적으로 알아야 할 개념들이 있다. 라이브러리, 패키지, 모듈, 클래스, 함수 등이 파이썬을 다루기 위해서는 한 번쯤은 개념 정리를 하고 넘어가야 하는 용어다. 용어 순서대로 하위 항목들을 포함하고 있다.

라이브러리 > 패키지 > 모듈 > 클래스 > 함수

    이번 포스팅에서는 함수의 개념을 알아보자. 파이썬 공식 문서에서 작성된 개념은 입문자들에게 어려움이 존재하니 국내에서 잘 작성된 페이지에서 정리하였다. 출처는 포스팅 제일 하단에 적어두었다.

 

함수(Function)

    입력값을 가지고 어떤 일을 수행한 다음에 그 결과물을 내어놓는 것.

y = 2x + 3도 함수이다. 프로그래밍을 하다 보면 똑같은 내용을 반복해서 작성하고 있는 자신을 발견할 때가 종종 있다. 이때 바로 함수가 필요하다. 즉 반복되는 부분이 있을 경우 "반복적으로 사용되는 가치 있는 부분"을 한 뭉치로 묶어서 "어떤 입력값을 주었을 때 어떤 결괏값을 돌려준다"라는 식의 함수로 작성한다.

    함수를 사용하는 또 다른 이유는 자신이 만든 프로그램을 함수화하면 프로그램 흐름을 일목요연하게 볼 수 있기 때문이다. 함수 작성은 프로그램 흐름도 잘 파악할 수 있고 오류가 어디에서 나는지도 바로 알아차릴 수 있다. 함수를 잘 사용하고 함수를 적절하게 만들 줄 아는 사람이 능력 있는 프로그래머다.

 

함수의 구조

파이썬 함수의 구조는 다음과 같다.

def FunctionName(Parameter):
    <수행할 문장1>
    <수행할 문장2>
    ...

    def는 함수를 만들 때 사용하는 예약어이며, 함수 이름은 함수를 만드는 사람이 임의로 만들 수 있다. 함수 이름 뒤 괄호 안의 매개변수는 이 함수에 입력으로 전달되는 값을 받는 변수이다. 이렇게 함수를 정의한 다음 if, while, for문 등과 마찬가지로 함수에서 수행할 문장을 입력한다. 다음 예를 보자.

def Cal(a,b):
    print("""
%d와 %d의 합은 %d 입니다.
%d와 %d의 차는 %d 입니다.
%d와 %d의 곱은 %d 입니다.
%d와 %d의 나눗셈은 %.2f 입니다.
"""
%(a, b, a+b, a, b, a-b, a, b,  a*b, a, b,  a/b))
    
Cal(3,4)

>>> 3와 4의 합은 7입니다.
>>> 3와 4의 차는 -1입니다.
>>> 3와 4의 곱은 12입니다.
>>> 3나누기 4는 0.75입니다.

    함수 이름으로 계산기를 뜻하는 Calculator의 약자, Cal로 지었고 매개변수로는 a, b를 설정했다. return 값으로는 print 문장 안에 문자열 포매팅으로 사칙연산 식을 넣었고 정의한 함수 Cal안에 매개변수 a, b에 원하는 값을 넣어주면 사칙연산이 수행되어 문장이 나타난다. 즉, 'Cal(a, b)'이라는 짧은 함수 식으로 사칙연산 수행과 동시에 결괏값을 프린트해서 보여주는 것이다.

    물론 계산식이 한 번만 수행되면 함수를 굳이 만들 필요는 없지만 여러 번 사용되면 위와 같이 식을 만들어주는 게 가독성 및 유지보수를 위해서 편리할 것이다.

 

여러 개의 입력값을 받는 함수

    여러 개의 입력값을 모두 더하는 함수를 만들어보자. 예를 들어 add(1,2)이면 3을, add(1,2,3)이면 6, add(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10)

이면 55를 돌려주는 함수이다.

def add(*args):
    result = 0
    for i in args:
        result += i
    return result
        
add(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10)
>>> 55

    위에서 만든 add 함수는 입력값이 몇 개이든 상관이 없다. *args처럼 매개변수 이름 앞에 *를 붙이면 입력값을 전부 모아서 튜플로 만들어 주기 때문이다. 만약 add(1,2,3)처럼 이 함수를 쓰면 args는 (1,2,3)이 되고, add(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10)처럼 쓰면 args는 (1,2,3,4,5,6,7,8,9,10)이 된다.

    여기에서 *args는 임의로 정한 변수 이름이다. *pey, *python처럼 다른 이름을 써도 되지만 예약어는 피하자.

※ args는 인수를 뜻하는 영어 단어 arguments의 약자이며 관례적으로 자주 사용한다.

 

키워드 파라미터 kwargs

이번에는 키워드 파라미터에 대해 알아보자. 키워드 파라미터를 사용할 때는 매개변수 앞에 별 두 개(**)를 붙인다.

def print_kwargs(**kwargs):
    print(kwargs)

print_kwargs 함수는 매개변수 kwargs를 출력하는 함수이다. 함수를 정의했으니 출력해보자.

print_kwargs(a=1)
>>> {'a': 1}

print_kwargs(Coke=1500, Sprite=1000)
>>> {'Coke': 1500, 'Sprite': 1000}

    입력값 a=1 또는 Coke=1500, Sprite=1000이 모두 딕셔너리로 만들어져서 출력된다는 것을 확인할 수 있다. 즉 **kwargs처럼 매개변수 이름 앞에 **을 붙이면 매개변수 kwargs는 딕셔너리가 되고 모든 key=value 형태의 결괏값이 그 딕셔너리에 저장된다.

※ kwargs는 keyword arguments의 약자이며 args와 마찬가지로 관례적으로 사용한다.

 

함수의 결괏값은 언제나 하나

먼저 다음 함수를 만들어 보자.

def add_and_mul(a,b):
    return a+b, a*b

    이 함수를 호출하면 어떻게 될까? 결괏값은 a+b, a*b 2개인데 결과값이 2개가 나올 것이라 예상되지만 언제나 1개이다. add_and_mul 함수의 결괏값 a+b와 a*b는 튜플 값 하나인 (a+b, a*b)로 돌려준다.

    따라서 result 변수는 다음과 같은 값을 갖게 된다.

add_and_mul(3,4)
>>> (7, 12)

    즉, 결괏값으로 (7, 12)라는 튜플 값을 갖게 되는 것이다. 만약 이 하나의 튜플 값을 2개의 결괏값처럼 받고 싶다면 다음과 같이 함수를 호출하면 된다.

result1, result2 = add_and_mul(3,4)

위에서 말했듯이 함수의 결괏값은 언제나 1개만 출력하기 때문에 다음과 같이 작성해도 결과는 가장 위 return값 한 개다.

def add_and_mul(a,b):
    return a+b
    return a*b
    
add_and_mul(3,4)
>>> 7

 

return의 또 다른 쓰임새

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

def alphabet(choice):
    if choice == 'C':
        return
    print("My choice is %s" %choice)

    위 함수는 알파벳을 입력으로 전달받아 출력하는 함수이다. 이 함수 역시 반환 값은 없다.

문자열을 출력한다는 것과 반환 값이 있다는 것은 전혀 다른 말이다. 혼동하지 말자.
함수의 반환 값은 오로지 return문에 의해서만 생성된다.

    만약에 입력값으로 'C'라는 값이 들어오면 문자열을 출력하지 않고 함수를 즉시 빠져나간다.

alphabet("A")
>>> My choice is A
alphabet("C")
>>>

이처럼 return으로 함수를 빠져나가는 방법은 실제 프로그래밍에서 자주 사용한다.

 

함수 안에서 선언한 변수의 효력 범위

함수 안에서 사용할 변수의 이름을 함수 밖에서도 동일하게 사용한다면 어떻게 될까? 다음 예를 보자.

a = 1
def vartest(a):
    a = a + 1
    
vartest(a)
print(a)

    위 함수 식의 결괏값은 무엇이 나올까? vartest 함수에서 매개변수 a의 값에 1을 더했으니까 2가 출력될 것 같지만 프로그램 소스를 작성해서 실행해 보면 결괏값은 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.

다음 예를 보고 정답을 생각할 수 있으면 함수에 대해서 모든 것을 이해한 것이다.

def vartest(a):
    a = a + 1
    
vartest(3)
print(a)

    위 프로그램 소스를 실행하면 오류가 발생한다. 그 이유는 print(a)에서 입력받아야 하는 a 변수를 어디에서도 찾을 수가 없기 때문이다. 다시 말하자면 함수 안에서 선언한 매개변수는 함수 안에서만 사용될 뿐 함수 밖에서는 사용되지 않는다.

 

함수 안에서 함수 밖의 변수를 변경하는 방법 

vartest라는 함수를 사용해서 함수 밖의 변수 a를 1만큼 증가시킬 수 있는 방법에는 2가지 해결 방법이 있다.

 

1. return 사용하기

a = 1
def vartest(a):
    a = a + 1
    return a
    
a = vartest(a)
print(a)

    첫 번째 방법은 return을 사용하는 방법이다. vartest 함수는 입력으로 들어온 값에 1을 더한 값을 돌려준다. 따라서 a = vartest(a)라고 대입하면 a가 vartest 함수의 결괏값으로 바뀐다. 여기에서도 물론 vartest 함수 안의 a 매개변수는 함수 밖의 a와는 다른 것이다.

 

2. global 명령어 사용하기

a = 1
def vartest():
    global a
    a = a + 1
    
vartest()
print(a)

    두 번째 방법은 global 명령어를 사용하는 방법이다. 위 예에서 볼 수 있듯이 vartest 함수 안의 global a 문장은 함수 안에서 함수 밖의 a 변수를 직접 사용하겠다는 뜻이다.

    하지만 프로그래밍을 할 때 global 명령어는 사용하지 않는 것이 좋다. 왜냐하면 함수는 독립적으로 존재하는 것이 좋기 때문이다. 외부 변수에 종속적인 함수는 그다지 좋은 함수가 아니다. 그러므로 가급적 global 명령어를 사용하는 이 방법은 피하고 첫 번째 방법을 사용하기를 권한다.

 

lambda

    lambda는 함수를 생성할 때 사용하는 예약어로 def와 동일한 역할을 한다. 보통 함수를 한 줄로 간결하게 만들 때 사용한다. 우리말로는 "람다"라고 읽고 def를 사용해야 할 정도로 복잡하지 않거나 def를 사용할 수 없는 곳에 주로 쓰인다. 사용법은 다음과 같다.

lambda 매개변수1, 매개변수2, ... : 매개변수를 이용한 표현식

add = lambda a, b: a+b
add(3, 4)
>>> 7

    add는 두 개의 인수를 받아 서로 더한 값을 돌려주는 lambda 함수이다. 위 예제는 def를 사용한 다음 함수와 하는 일이 완전히 동일하다.

def add(a, b):
    return a+b
    
add(3, 4)
>>> 7

lambda 예약어로 만든 함수는 return 명령어가 없어도 결괏값을 돌려준다.

 

 

출처 : https://wikidocs.net/24