プログラミング

Pythonの関数完全ガイド

Last Updated: 20/04/2025
11 1 minute read

Pythonにおける「関数（Functions）」は、特定のタスクを実行するために作られたコードのブロックで、プログラムの中で再利用可能な部品として利用されます。関数を使用することで、コードの再利用性が向上し、読みやすさや保守性が向上します。この記事では、Pythonの関数について詳しく解説します。

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1. 関数の基本

Pythonでは、関数を定義するためにdefキーワードを使用します。関数は、特定の名前で呼び出され、その中の処理を実行することができます。

python
def hello():
    print("こんにちは、Python!")

上記の例では、helloという名前の関数を定義しています。この関数は、呼び出されるとこんにちは、Python!と出力します。関数を実行するには、関数名の後に丸括弧()を付けて呼び出します。

python
hello()  # 関数を呼び出す

2. 引数と戻り値

関数は引数（parameters）を取ることができます。引数は、関数が実行される際に外部から渡される情報です。関数は引数を使って処理を行い、結果を戻り値（return value）として返すことができます。

引数を持つ関数

以下の例では、greetという関数が引数nameを取り、その名前に挨拶をするメッセージを出力します。

python
def greet(name):
    print(f"こんにちは、{name}さん!")

関数を呼び出す際には、引数を渡します。

python
greet("太郎")  # こんにちは、太郎さん!

戻り値を持つ関数

関数は計算結果を戻り値として返すこともできます。以下の例では、2つの数値の合計を返すaddという関数を定義します。

python
def add(a, b):
    return a + b

この関数を呼び出して、戻り値を受け取る方法は次の通りです。

python
result = add(3, 5)
print(result)  # 8

3. デフォルト引数

関数の引数にはデフォルト値を設定することができます。これにより、引数が渡されなかった場合にデフォルト値が使用されます。

python
def greet(name="ゲスト"):
    print(f"こんにちは、{name}さん!")

この場合、引数nameを渡さないと"ゲスト"が使用されます。

python
greet()  # こんにちは、ゲストさん!
greet("花子")  # こんにちは、花子さん!

4. 可変長引数

Pythonの関数は、可変長引数を受け取ることができます。これにより、引数の個数が不定である場合にも対応できます。

*args（位置引数）

*argsを使用すると、任意の数の位置引数を関数に渡すことができます。argsはタプルとして関数内で扱われます。

python
def print_numbers(*args):
    for num in args:
        print(num)

呼び出し例：

python
print_numbers(1, 2, 3, 4)  # 1 2 3 4

**kwargs（キーワード引数）

**kwargsを使用すると、任意の数のキーワード引数を関数に渡すことができます。kwargsは辞書として関数内で扱われます。

python
def print_info(**kwargs):
    for key, value in kwargs.items():
        print(f"{key}: {value}")

呼び出し例：

python
print_info(name="太郎", age=25)  
# name: 太郎
# age: 25

5. ラムダ関数

ラムダ関数（無名関数）は、一度きりの簡単な関数を定義するための方法です。lambdaキーワードを使用して関数を定義します。ラムダ関数は通常、1行で記述されます。

python
add = lambda x, y: x + y
print(add(3, 5))  # 8

ラムダ関数は、主に短い関数を必要とする場合や、関数を引数として渡す際に便利です。

6. 再帰関数

再帰関数とは、関数が自分自身を呼び出す関数のことです。再帰を使うことで、複雑な問題を単純なサブ問題に分割して解決することができます。例えば、階乗を求める再帰関数を定義することができます。

python
def factorial(n):
    if n == 0:  # 基本ケース
        return 1
    else:
        return n * factorial(n-1)  # 自分自身を呼び出す

呼び出し例：

python
print(factorial(5))  # 120

7. 関数のスコープ

関数内で定義された変数は、基本的にその関数内でのみ有効です。これを「ローカル変数」と呼びます。一方、関数外で定義された変数は「グローバル変数」として関数内でもアクセスできます。

python
x = 10  # グローバル変数

def foo():
    y = 5  # ローカル変数
    print(x)  # グローバル変数を使用
    print(y)  # ローカル変数を使用

foo()

8. 関数のドキュメンテーション（docstring）

Pythonでは、関数に関する情報をドキュメント文字列（docstring）として追加できます。ドキュメント文字列は、関数の最初に三重引用符"""を使って記述します。

python
def greet(name):
    """この関数は、与えられた名前に挨拶します。"""
    print(f"こんにちは、{name}さん!")

関数にアクセスした際、help()関数を使ってドキュメント文字列を表示することができます。

python
help(greet)

9. 高階関数

高階関数とは、関数を引数として取ったり、関数を返す関数のことです。高階関数は、Pythonの関数型プログラミングにおいて重要な役割を果たします。

例えば、mapやfilter、reduceなどは高階関数の一例です。

map関数

map関数は、指定した関数をイテラブルなオブジェクト（リストなど）の各要素に適用し、その結果を返します。

python
numbers = [1, 2, 3, 4]
squared = map(lambda x: x ** 2, numbers)
print(list(squared))  # [1, 4, 9, 16]

結論

Pythonの関数は、コードの再利用性を高め、プログラムをより効率的にするための重要な要素です。関数を上手に使いこなすことで、複雑な処理も簡潔に表現でき、コードの保守性や可読性が向上します。基本的な関数の使い方から始まり、引数、戻り値、可変長引数、ラムダ関数、再帰関数、そして高階関数まで、多くの機能を駆使してプログラムを作成することができます。

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