関数(1/2) 関数の基礎

関数とは

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関数とは，処理の集まりに名前をつけたものです． 何度も行う処理の集まりがあったときに，その処理を関数として定義しておくことで，同じ処理を何度も書く必要がなくなります．

関数は，def文を用いて以下のように定義します． この例では，hello という名前の関数を定義しています． 関数を呼び出すには，関数名に続けて () を付けます． すると，hello関数に処理が移り，print文が実行されて Hello, World! と表示されます． hello関数に定義されたすべての処理が実行されると，呼び出し元に処理が戻ります．

>>> def hello(): # hello 関数を定義する．
...    print("Hello, World!") # hello 関数の中身（処理内容）．
...
>>> hello()      # hello 関数を呼び出す．
Hello World!

関数は定義されていなければ呼び出すことはできません． プログラムは上から順に実行されるため，関数を呼び出す前に関数を定義しておく必要があります．

関数の定義

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関数は，def文に続いて関数名を記述し，関数が受け取る変数（引数）を()内にコンマで区切って指定します． また，関数の中身（処理内容）はインデント（字下げ）を用いて記述します． 関数内での処理結果を return 文を用いて，呼び出し元に返すことができます．

関数は一度定義すると何度でも呼び出すことができます．

>>> def hello():
...    print("Hello, World!")
...
>>> hello()
Hello, World!
>>> hello()   # 何度呼び出しても結果は同じ．
Hello, World!

関数の引数

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実引数と仮引数

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関数には，値を渡すことができ，この値のことを引数と呼びます． 引数は関数定義のときに宣言する変数である仮引数（かりひきすう; parameter）と，関数呼び出し時に渡す値である実引数（じつひきすう; argument）の2つに分けられます．

以下の例では，hello関数に name という仮引数を追加し，name に渡された値を表示するように変更しています．

>>> def hello(name): # name という仮引数を追加．
...    print("Hello, " + name + "!")
...
>>> hello("Alice")  # "Alice" という実引数を渡す．
Hello, Alice!
>>> name = "Bob"
>>> hello(name)     # 変数を実引数として渡すこともできる．
Hello, Bob!

複数の引数

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関数には，複数の引数を定義できます． 引数は () 内にコンマで区切って指定します．

以下のスクリプトを print_sales_tax.py に保存し，実行してみましょう．

import sys

def print_sales_tax(price, is_reduced_tax_rate):
    if is_reduced_tax_rate:
        print(f"{price}円 消費税（軽減税率）: {price * 0.08} 円，小計: {price * 1.08} 円")
    else:
        print(f"{price}円 消費税: {price * 0.1} 円，小計: {price * 1.1} 円")

is_reduced = False
if len(sys.argv) > 2:
    is_reduced = sys.argv[2] == 'true'

print_sales_tax(int(sys.argv[1]), is_reduced)

このとき，実引数は最後の行の int(sys.argv[1])とis_reduced であり， 仮引数は，print_sales_tax 関数定義（3行目）の price と is_reduced_tax_rate です． int(sys.argv[1])がpriceに，is_reducedがis_reduced_tax_rateにそれぞれ代入されて関数が実行されます．

$ python3 print_sales_tax.py 1000
1000円 消費税: 100.0 円，小計: 1100.0 円
$ python3 print_sales_tax.py 1000 true
1000円 消費税（軽減税率）: 80.0 円，小計: 1080.0 円

基本的には，仮引数と実引数の数は一致している必要があります．

関数の返り値

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関数内での処理結果を呼び出し元に返すことができ，この値を返り値（かえりち; return value），または戻り値（もどりち）と呼びます． 返り値は return 文を用いて指定します． return 文を実行すると，関数の処理が終了し，呼び出し元に処理が戻ります．

以下の消費税率を計算する関数を例に説明します．

def sales_tax(price, is_reduced_tax_rate):
    if is_reduced_tax_rate:
        return price * 0.08
    else:
        return price * 0.10

price = 1000
tax = sales_tax(price, False) # sales_tax での計算結果を返り値と受け取り，tax 変数に代入する．
print(f"{price}円（消費税 {tax}円），小計{price + tax}")

なお，return がない関数は，関数の最後まで処理が済むと呼び出し元に処理が戻り，None が返されます．