5. 함수

Created at : 2024-09-02 13:07
Auther: Soo.Y

5. 함수 (Functions)

함수는 코드의 재사용성을 높이고, 프로그램을 더 구조적이고 이해하기 쉽게 만들어주는 중요한 도구입니다. 파이썬에서 함수는 하나 이상의 명령문을 그룹화하여 이름을 붙인 후 필요할 때 호출할 수 있도록 만든 코드 블록입니다. 이 섹션에서는 파이썬 함수의 정의, 호출, 매개변수, 반환 값, 기본 매개변수, 가변 매개변수, 람다 함수, 그리고 함수의 스코프에 대해 설명합니다.

5.1 함수 정의와 호출

파이썬에서 함수는 def 키워드를 사용하여 정의합니다. 함수는 필요할 때 호출할 수 있으며, 호출 시에 함수 내부의 코드가 실행됩니다.

• 함수 정의:

def 함수이름(매개변수1, 매개변수2):
    실행할 코드
    return 반환값

• 예제:

def greet(name):
    return f"안녕하세요, {name}님!"
 
# 함수 호출
message = greet("홍길동")
print(message)  # 출력: 안녕하세요, 홍길동님!

위의 예제에서 greet 함수는 이름을 매개변수로 받아 인사 메시지를 반환합니다.

5.2 매개변수와 인자

함수는 입력을 받을 수 있는 매개변수를 정의할 수 있습니다. 함수를 호출할 때는 이러한 매개변수에 값을 전달하는데, 이를 인자라고 합니다.

• 위치 인자: 위치 인자는 함수 정의에서 매개변수의 순서에 따라 값을 전달하는 방식입니다.

def add(a, b):
    return a + b
 
result = add(3, 5)
print(result)  # 출력: 8

• 키워드 인자: 키워드 인자는 인자의 이름을 명시하여 값을 전달하는 방식으로, 인자의 순서를 바꾸어도 올바르게 값을 전달할 수 있습니다.

result = add(b=5, a=3)
print(result)  # 출력: 8

• 기본값 매개변수: 매개변수에 기본값을 설정하면, 함수 호출 시 해당 인자를 생략할 수 있습니다. 생략된 경우 기본값이 사용됩니다.

def greet(name, message="안녕하세요"):
    return f"{message}, {name}님!"
 
print(greet("홍길동"))  # 출력: 안녕하세요, 홍길동님!
print(greet("홍길동", "좋은 아침입니다"))  # 출력: 좋은 아침입니다, 홍길동님!

5.3 반환 값 (Return Value)

함수는 return 키워드를 사용하여 값을 반환할 수 있습니다. 반환 값은 함수 호출의 결과로 제공되며, 호출한 곳에서 사용할 수 있습니다.

• 반환 값이 있는 함수:

def multiply(a, b):
    return a * b
 
result = multiply(3, 4)
print(result)  # 출력: 12

• 반환 값이 없는 함수: 함수에서 return 문을 생략하면 기본적으로 None을 반환합니다.

def print_message():
    print("이 메시지는 출력됩니다.")
 
result = print_message()
print(result)  # 출력: None

5.4 가변 매개변수 (Variable-length Arguments)

함수는 가변 매개변수를 받아들일 수 있으며, 이를 통해 호출 시 전달되는 인자의 개수에 관계없이 처리할 수 있습니다.

• *args: 위치 인자의 가변 매개변수: *args는 함수가 임의의 개수의 위치 인자를 받을 수 있도록 합니다.

def sum_all(*args):
    return sum(args)
 
print(sum_all(1, 2, 3))  # 출력: 6
print(sum_all(4, 5, 6, 7, 8))  # 출력: 30

• **kwargs: 키워드 인자의 가변 매개변수: **kwargs는 함수가 임의의 개수의 키워드 인자를 받을 수 있도록 합니다.

def print_info(**kwargs):
    for key, value in kwargs.items():
        print(f"{key}: {value}")
 
print_info(name="홍길동", age=30, city="서울")

이 예제는 print_info 함수가 전달된 키워드 인자들을 출력하도록 합니다.

5.5 람다 함수 (Lambda Functions)

람다 함수는 단일 문장으로 이루어진 익명 함수로, lambda 키워드를 사용하여 정의합니다. 람다 함수는 간단한 함수를 정의할 때 유용하게 사용할 수 있습니다.

• 기본 구조:

lambda 매개변수들: 표현식

• 예제:

add = lambda a, b: a + b
print(add(3, 4))  # 출력: 7

• 람다 함수의 활용: 람다 함수는 종종 map, filter, sorted 등의 함수에서 사용됩니다.

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
squares = list(map(lambda x: x**2, numbers))
print(squares)  # 출력: [1, 4, 9, 16, 25]

5.6 함수 스코프와 네임스페이스 (Scope and Namespace)

함수 스코프는 함수 내에서 정의된 변수들의 유효 범위를 결정합니다. 파이썬은 함수 스코프를 통해 변수의 유효 범위를 관리합니다.

• 지역 변수 (Local Variables): 함수 내에서 정의된 변수는 지역 변수이며, 함수 내부에서만 접근할 수 있습니다.

def greet():
    name = "홍길동"  # 지역 변수
    print(f"안녕하세요, {name}님!")
 
greet()
# print(name)  # 오류 발생: name은 함수 외부에서 접근 불가

• 전역 변수 (Global Variables): 함수 외부에서 정의된 변수는 전역 변수이며, 모든 함수에서 접근할 수 있습니다.

name = "홍길동"  # 전역 변수
 
def greet():
    print(f"안녕하세요, {name}님!")
 
greet()  # 출력: 안녕하세요, 홍길동님!

• global 키워드: 함수 내에서 전역 변수를 수정하려면 global 키워드를 사용해야 합니다.

counter = 0
 
def increment():
    global counter
    counter += 1
 
increment()
print(counter)  # 출력: 1

• nonlocal 키워드: nonlocal 키워드는 중첩 함수 내에서 외부 함수의 변수(지역 변수)를 수정할 때 사용됩니다.

def outer_function():
    x = "외부 변수"
 
    def inner_function():
        nonlocal x
        x = "내부에서 수정된 외부 변수"
 
    inner_function()
    print(x)
 
outer_function()  # 출력: 내부에서 수정된 외부 변수

5.7 함수의 문서화 (Docstring)

함수를 정의할 때, 함수의 역할과 사용법을 설명하기 위해 함수 본문에 첫 번째 줄로 문서화 문자열(Docstring)을 작성할 수 있습니다. 이는 함수의 사용법을 이해하는 데 도움을 줍니다.

• 문서화 예제:

def add(a, b):
    """
    두 수를 더한 결과를 반환합니다.
 
    매개변수:
    a (int): 첫 번째 숫자
    b (int): 두 번째 숫자
 
    반환값:
    int: a와 b의 합
    """
    return a + b
 
print(add(2, 3))  # 출력: 5

함수의 문서화는 help() 함수를 통해 확인할 수 있습니다.

help(add)

이제 파이썬에서 함수의 개념과 사용법에 대해 이해하게 되었습니다. 함수는 코드의 중복을 줄이고, 유지보수를 쉽게 하며, 프로그램을 더 체계적으로 만드는 데 중요한 역할을 합니다.

관련 문서

1. 파이썬(Python) 이란