파이썬과 기본문법(3) 함수

📦 함수(function)

• 특정한 기능을 하는 코드의 조각

• 특정 명령을 수행하는 코드를 매번 다시 작성하지 않고, 필요 시에만 호출하여 간편히 사용

  
  

🤔 왜 우리는 함수를 사용할까?

• Decomposition : 기능을 분해해서 재사용 가능

  # 코드
  numbers = [1, 10, 100]
  result = 0
  cnt = 0
  for number in numbers:
    result += number # 합을 구하는 기능
    cnt += 1 # 카운트 기능
  print(result/cnt)
    
  # 함수
  print(sum(numbers)/len(numbers)) # 함수로 분리해서 활용, 그 결과 편해지고 간결해짐
  

• Abstraction : 복잡한 내용을 숨기고, 기능에 집중하여 사용할 수 있음.(블랙박스) 재사용성, 가독성, 생산성

  print('happy!')
  # 우리가 출력을 함수 없이 구현하려면 얼마나 복잡할까?
  

함수의 정의

• 특정한 기능을 하는 코드의 조각

• 특정 명령을 수행하는 코드를 매번 다시 작성하지 않고, 필요 시에만 호출하여 간편히 사용

• 사용자 함수(Custom Function)

  • 구현되어 있는 함수가 없는 경우, 사용자가 직접 함수를 작성 가능하다.

    def add(a, b): # a, b를 더하는 함수를 선언
      return a+b
        
    add(5, 10) # 사용
    

📌 함수의 기본 구조

• 선언과 호출(define & call)
• 입력(Input)
• 범위(Scope)
• 결과값(Output)

📌 선언과 호출(define & call)

• 선언은 def 키워드를 활용한다.
• 들여쓰기를 통해 Function body(실행될 코드 블록)를 작성
• 함수는 파라미터를 넘겨줄 수 있음
• 함수는 동작 후에 return을 통해 결과값을 전달함

def foo(): # 함수의 선언
  return True
foo() # 함수의 호출

def add(x,y):
  return x + y
add(2,3) # 5

📌 예시

num1 = 0
num2 = 1

def func1(a, b): # 3. 0 + 5 = 5
  return a + b

def func2(a, b): # 4. 5 - 1 = 4
  return a - b

def func3(a, b): # 2. 호출되는 함수 확인
  return func1(a, 5) + func2(5, b) # 5. 5 + 4 = 9

result = func3(num1, num2) # 1. 호출
print(result) # 6. 9

📌 함수의 결과값(output)

return

• 함수는 반드시 값을 하나만 return한다.
  • 명시적 return이 없는 경우에도 None을 반환한다.
• 함수는 return과 동시에 실행이 종료된다.

def minus_and_product(x,y):
  return x - y
	return x * y
# x - y 만 실행이 되고 함수는 종료된다.

def minus_and_product(x,y):
  return x - y, x * y

minus_and_product(4, 5)
# -> (-1, 20) 튜플 반환이 됨

📌 함수의 입력(Input)

• Parameter : 함수를 실행할 때, 함수 내부에서 사용되는 식별자
• Argument : 함수를 호출 할 때, 넣어주는 값
  • 필수 Argument : 반드시 전달되어야 하는 argument
  • 선택 Argument : 값을 전달하지 않아도 되는 경우는 기본 값이 전달

def function(ham): # parameter : ham
  return ham

function('spam') # argument : spam

📌 Argument

• positional arguments

  • 기본적으로 함수 호출 시 Argument는 위치에 따라 함수 내에 전달됨

    def add(x, y):
      return x + y
        
    add(2, 3)# 2의 위치 x, 3의 위치 y
    

• keyword arguments

  • 직접 변수의 이름으로 특정 Argument를 전달할 수 있음

  • Keyword Argument 다음에 Positional Argument를 활용할 수 없음

    def add(x, y):
      return x + y
        
    add(x=2, y=5)
    add(2, y=5)
    

• default arguments values

  • 기본값을 지정하여 함수 호출 시 argument 값을 설정하지 않도록 함

  • 정의된 것 보다 더 적은 개수의 argument들로 호출될 수 있음

    def add(x, y=0):
      return x + y
        
    add(2)
    

• 정해지지 않은 개수의 arguments

  • 여러개의 Positional Argument를 하나의 필수 parameter로 받아서 사용

  • 몇 개의 Positional Argument를 받을지 모르는 함수를 정의할 때 유용

    def add(*args):
      for args in args:
        print(arg)
            
    add(2)
    add(2, 3, 4, 5) # 이 경우 타입이 tuple로 나옴
    

• 정해지지 않은 개수의 keyword arguments

  • 함수가 임의의 개수 Argument를 Keyword Argument로 호출될 수 있도록 지정

  • Argument들은 딕셔너리로 묶여 처리되며, parameter에 **를 붙여 표현한다.

    def family(**kwargs):
      for key, value in kwargs:
        print(key, ":", value)
            
    family(father='John', mother='Jane', me='Jone Jr.')
    

📌 함수의 범위(scope)

• 함수는 코드 내부에 local scope를 생성하며, 그 외의 공간인 global scope로 구분한다.

• scope

  • global scope : 코드 어디에서든 참조할 수 있는 공간
  • local scope : 함수가 만든 scope. 함수 내부에서만 참조 가능

• variable

  • global variable : global scope 내부에 정의된 변수

  • local variable : local scope 내부에 정의된 변수

    def func(): 
      a = 20
      print('local', a)# local scope
          
    func() 
    print('global', a) # global scope
    # NameError : name 'a' is not defined
    

📌 객체 수명주기

• 객체는 각자의 수명주기가 존재
  • built-in scope (print, sum, len..)
    • 파이썬이 실행된 이후부터 영원히 유지됨
  • global scope a=3
    • 모듈이 호출된 시점 이후 혹은 인터프리터가 끝날 때까지 유지
  • local scope def ___ a = 1..
    • 함수가 호출될 때 생성되고, 함수가 종료될 때 까지 유지

📌 이름 검색 규칙(Name Resolution)

• 파이썬에서 사용되는 이름(식별자)들은 이름공간(namespace)에 저장되어 있음

• 아래와 같은 순서로 이름을 찾아나가며, LEGB Rule이라고 부름

  • Local scope : 함수
  • Enclosed scope : 특정 함수의 상위 함수
  • Global scope : 함수 밖의 변수, Import 모듈
  • Built-in scope : 파이썬 안에 내장되어 있는 함수 또는 속성

• 즉, 함수 내에서는 바깥 Scope의 변수에 접근 가능하나 수정 할 수 없음

  print(sum)
  print(sum(range(2)))
  sum = 5
  print(sum)
  print(sum(range(2)))
  # TypeError TraceBack(most recent call last)
  # 3 sum = 5
  # 4 print(sum)---->
  # 5 print(sum(range(2)))
  # TypeError: 'int' object is not callable
  

함수의 응용

📌 map

• 순회 가능한 데이터구조(iterable)의 모든 요소에 함수 적용하고, 그 결과를 map object로 반환

  numbers = ['1', '2', '3']
  new_numbers_2 = map(int, numbers)
  print(list(new_numbers))#[1, 2, 3]
    
  n, m = map(int, input().split())
  # int
  # input() = 타입 : String(문자열)
  # split() = 타입 : list(리스트)
  # input().split = 타입 : list
  # map = 어떤 함수를 반복가능한 것들의 요소에 모두 적용
  # int 함수를 input().split() 리스트의 모든 요소에 적용한 결과 => map object n, m = [10, 20]
    
  def plus10(n):
    return n + 10
    
  numbers = [10, 20, 30]
  new_numbers = list(map(plus10, numbers))
  print(new_numbers)
  #[20, 30, 40]