Chapter 04-1 함수_1

함수를 설명하기 전에 믹서를 생각해 보자. 우리는 믹서에 과일을 넣는다. 그리고 믹서를 사용해서 과일을 갈아 과일 주스를 만든다. 우리가 믹서에 넣는 과일은 '입력'이 되고 과일 주스는 '출력(결괏)'이 된다. 그렇다면 믹서는 무엇인가?

 

우리가 배우려는 함수가 바로 믹서와 비슷하다. 입력값을 가지고 어떤 일을 수행한 다음에 그 결과물을 내어놓는 것, 이것이 바로 함수가 하는 일이다. 우리는 어려서부터 함수에 대해 공부했지만 함수에 관해 깊이 생각해 본 적은 별로 없다. 예를 들어 y = 2x + 3도 함수이다. 하지만 이를 수학 시간에 배운 직선 그래프로만 알고 있지 x에 어떤 값을 넣었을 때 어떤 변화에 의해서 y값이 나오는지 그 과정에 대해서는 별로 관심을 두지 않았을 것이다.

이제 우리는 함수에 대해 조금 더 생각해 보는 시간을 가져야 한다. 프로그래밍에서 함수는 정말 중요하기 때문이다. 자, 이제 파이썬 함수의 세계로 깊이 들어가 보자.

 

 

 

 

함수를 사용하는 이유는 무엇일까?

프로그래밍을 하다 보면 똑같은 내용을 반복해서 작성하고 있는 자신을 발견할 때가 종종 있다. 이때가 바로 함수가 필요한 때이다. 즉 반복되는 부분이 있을 경우 '반복적으로 사용되는 가치 있는 부분'을 한 뭉치로 묶어서 '어떤 입력값을 주었을 때 어떤 결괏값을 돌려준다'라는 식의 함수로 작성하는 것이 현명하다.

함수를 사용하는 또 다른 이유는 자신이 만든 프로그램을 함수화하면 프로그램 흐름을 일목요연하게 볼 수 있기 때문이다. 마치 공장에서 원재료가 여러 공정을 거쳐 하나의 상품이 되는 것처럼 프로그램에서도 입력한 값이 여러 함수를 거치면서 원하는 결괏값을 내는 것을 볼 수 있다. 이렇게 되면 프로그램 흐름도 잘 파악할 수 있고 오류가 어디에서 나는지도 바로 알아차릴 수 있다. 함수를 잘 사용하고 함수를 적절하게 만들 줄 아는 사람이 능력 있는 프로그래머이다.

 

 

 

 

파이썬 함수의 구조

파이썬 함 수의 구조는 다음과 같다.

def 함수 이름(매개변수):     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.

 

간단하지만 많은 것을 설명해 주는 다음 예를 보자.

def add(a, b):     return a + b

위 함수는 다음과 같이 풀이된다.

이 함수의 이름(함수 이름)은 add이고 입력으로 2개의 값을 받으며 결괏값은 2개의 입력값을 더한 값이다.

 

여기에서 return은 함수의 결괏값을 돌려주는 명령어이다. 먼저 다음과 같이 add 함수를 만들자.

>>> def add(a, b): ...          return a + b ... >>>

이제 직접 add 함수를 사용해 보자.

>>> a = 3 >>> b = 4 >>> c = add(a, b)   <- add(3, 4)의 반환 값을 c에 대입 >>> print(c) 7

변수 a에 3, b에 4를 대입한 다음 앞에서 만든 add 함수에 a와 b를 입력값으로 넣어 준다. 그리고 변수 c에 add 함수의 결괏값을 대입하면 print(c)로 c의 값을 확인할 수 있다.

 

 

 

 

매개변수와 인수

매개변수(parameter)와 인수(arguments)는 혼용해서 사용되는 헷갈리는 용어이므로 잘 기억해 두자. 매개변수는 함수에 입력으로 전달된 값을 받는 변수를 의미하고 인수는 함수를 호출할 때 전달하는 입력값을 의미한다.

def add(a, b):   <- a, b는 매개변수     return a + b print(add)3, 4))   <- 3, 4는 인수

 

 

*같은 의미를 가진 여러 가지 용어들에 주의하자.

프로그래밍을 공부할 때 어려운 부분 중 하나가 용어의 혼용이라고 할 수 있다. 우리는 공부하면서 원서를 보기도 하고 누군가의 번역본을 보기도 하면서 의미는 같지만 표현이 다른 용어를 자주 만나게 된다. 한 예로 입력값을 다른 말로 함수의 인수, 매개변수 등으로 말하기도 하고 결괏값을 출력값, 반환 값, 돌려주는 값 등으로 말하기도 한다. 이렇듯 많은 용어가 여러 가지 다른 말로 표현되지만 의미는 동일한 경우가 많다. 따라서 이런 용어를 기억해 놓아야 머리가 덜 아플 것이다.

 

 

 

 

입력값과 결괏값에 따른 함수의 형태

함수는 들어온 입력값을 받아 어떤 처리를 하여 적절한 결괏값을 돌려준다.

함수의 형태는 입력값과 결괏값의 존재 유무에 따라 4가지 유형으로 나뉜다. 자세히 알아보자.

 

 

일반적인 함수

입력값이 있고 결괏값이 있는 함수가 일반적인 함수이다. 앞으로 여러분이 프로그래밍을 할 때 만들 함수는 대부분 아래와 비슷한 형태일 것이다.

def 함수 이름(매개변수):     수행할 문장     ...     return 결괏값

 

다음은 일반 함수의 전형적인 예이다.

>>> def add(a, b): ...          result = a + b ...          return result   <- a+b의 결괏값 반환 ... >>>

add 함수는 2개의 입력값을 받아서 서로 더한 결괏값을 돌려준다.

이 함수를 사용하는 방법은 다음과 같다. 입력값으로 3과 4를 주고 결괏값을 돌려받아 보자.

>>> a = add(3, 4) >>> print(a) 7

 

이처럼 입력값과 결괏값이 있는 함수의 사용법을 정리하면 다음과 같다.

결괏값을 받을 변수 = 함수이름(입력인수 1, 입력인수 2, ...)

 

 

입력값이 없는 함수

입력값이 없는 함수가 존재할까? 당연히 존재한다. 다음을 보자.

>>> def say( ): ...          return 'Hi' ... >>>

say라는 이름의 함수를 만들었다. 그런데 매개변수 부분을 나타내는 함수 이름 뒤의 괄호 안이 비어 있다. 이 함수는 어떻게 사용하는 걸까?

 

다음을 직접 입력해 보자.

>>> a = say( ) >>> print(a) Hi

위 함수를 쓰기 위해서는 say( )처럼 괄호 안에 아무 값도 넣지 않아야 한다. 이 함수는 입력값은 없지만 결괏값으로 Hi라는 문자열을 돌려준다. a = say( )처럼 작성하면 a에 Hi 문자열이 대입되는 것이다.

 

이처럼 입력값이 없고 결괏값만 있는 함수는 다음과 같이 사용된다.

결괏값을 받을 변수 = 함수이름( )

 

 

결괏값이 없는 함수

결괏값이 없는 함수 역시 존재한다. 다음 예를 보자.

>>> def add(a, b): ...          print("%d, %d의 합은 %d입니다." % (a, b, a+b)) ... >>>

결괏값이 없는 함수는 호출해도 돌려주는 값이 없기 때문에 다음과 같이 사용한다.

>>> add(3, 4) 3, 4의 합은 7입니다.

 

즉 결괏값이 없는 함수는 다음과 같이 사용한다.

함수이름(입력인수1, 입력인수2, ...)

 

결괏값이 진짜 없는지 확인하기 위해 다음 예를 직접 입력해 보자.

>>> a = add(3, 4) 3, 4의 합은 7입니다.

아마도 여러분은 '3, 4의 합은 7입니다.'라는 문장을 출력해 주었는데 왜 결괏값이 없다는 것인지 의아하게 생각할 것이다. 이 부분이 초보자들이 혼란스러워하는 부분이기도 한데 print문은 함수의 구성 요소 중 하나인 <수행할 문장>에 해당하는 부분일 뿐이다. 결괏값은 당연히 없다. 결괏값은 오직 return 명령어로만 돌려받을 수 있다.

 

이를 확인해 보자. 돌려받을 값을 a 변수에 대입하여 출력해 보면 결괏값이 있는지 없는지 알 수 있다.

>>> a = add(3, 4) 3, 4의 합은 7입니다. >>> print(a) None

a 값은 None이다. None이란 거짓을 나타내는 자료형이라고 언급한 적이 있다. add 함수처럼 결괏값이 없ㅇ르 때 a = add(3, 4)처럼 쓰면 함수 add는 반환 값으로 a 변수에 None을 돌려준다. 이것을 가지고 결괏값이 있다고 생각하면 곤란하다.

 

 

입력값도 결괏값도 없는 함수

입력값도 결괏값도 없는 함수 역시 존재한다. 다음 예를 보자.

>>> def say( ): ...          print('Hi') ... >>>

입력 인수를 받는 매개변수도 없고 return문도 없으니 입력값도 결괏값도 없는 함수이다.

이 함수를 사용하는 방법은 단 한 가지이다.

>>> say( ) Hi

 

즉 입력값도 결괏값도 없는 함수는 다음과 같이 사용한다.

함수이름( )

 

 

 

 

매개변수 지정하여 호출하기

함수를 호출할 때 매개변수를 지정할 수도 있다. 다음 예를 보자.

>>> def add(a, b): ...          return a+b ...

앞에서 알아본 add 함수이다. 이 함수를 다음과 같이 매개변수를 지정하여 사용할 수 있다.

>>> result = add(a=3, b=7)   <- a에 3, b에 7을 전달 >>> print(result) 10

 

매개변수를 지정하면 다음과 같이 순서에 상관없이 사용할 수 있다는 장점이 있다.

>>> result = add(b=5, a=3)   <- b에 5, a에 3을 전달 >>> print(result) 8

 

 

 

 

입력값이 몇 개가 될지 모를 때는 어떻게 해야 할까?

입력값이 여러 개일 때 그 입력값을 모두 더해 주는 함수를 생각해 보자. 하지만 몇 개가 입력될지 모를 때는 어떻게 해야 할까? 아마도 난감할 것이다. 파이썬은 이런 문제를 해결하기 위해 다음과 같은 방법을 제공한다.

def 함수이름(*매개변수):     수행할 문장     ...

일반적으로 볼 수 있는 함수 형태에서 괄호 안의 매개변수 부분이 *매개변수로 바뀌었다.

 

 

여러 개의 입력값을 받는 함수 만들기

다음 예를 통해 여러 개의 입력값을 모두 더하는 함수를 직접 만들어 보자. 예를 들어 add_many(1, 2)이면 3을, add_many(1, 2, 3)이면 6을, add_many(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10)이면 55를 돌려주는 함수를 만들어 보자. 

>>> def add_many(*args): ...          result = 0 ...          for i in args: ...               result = sesult + i   <- *args에 입력받은 모든 값을 더한다 ...          return result ... >>>

위에서 만든 add_many 함수는 입력값이 몇 개이든 상관이 없다. *args처럼 매개변수 이름 앞에 *을 붙이면 입력값을 전부 모아서 튜플로 만들어 주기 때문이다. 만약 add_many(1, 2, 3)처럼 이 함수를 쓰면 args는 (1, 2, 3)이 되고, add_many(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 아무 이름이나 써도 된다.

 

실제로 이 함수를 직접 실행해 보자.

>>> result = add_many(1, 2, 3)   <- add_many 함수의 결괏값을 result 변수에 대입 >>> print(result) 6 >>> result = add_many(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10) >>> print(result) 55

add_many(1, 2, 3)으로 함수를 호출하면 6을 돌려주고, add_many(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10)을 대입하면 55를 돌려준다.

 

여러 개의 입력을 처리할 때 def add_many(*args)처럼 함수의 매개변수로 *args만 사용할 수 있는 것은 아니다. 다음 예를 보자.

>>> def add_mul(choice, *args): ...          if choice == "add":   <- 매개변수 choice에 'add'를 입력받았을 때 ...              result = 0 ...              for i in args: ...                   result = result + i   <- args에 입력받은 모든 값을 더한다. ...          elif choice == "mul":   <- 매개변수 choice에 'mul'을 입력받았을 때 ...              result = 1 ...              for i in args: ...                   result = result * i   <- *args에 입력받은 모든 값을 곱한다. ...          return result ... >>>

add_mul 함수는 여러 개의 입력값을 의미하는 *args 매개변수 앞에 choice 매개변수가 추가되어 있다. 이 함수는 다음과 같이 사용할 수 있다.

>>> result = add_mul('add', 1, 2, 3, 4, 5) >>> print(result) 15 >>> result = add_mul('mul', 1, 2, 3, 4, 5) >>> print(result) 120

매개변수 choice에 'add'가 입력된 경우 *args에 입력되는 모든 값을 더해서 15를 돌려주고, 'mul'이 입력된 경우 *args에 입력되는 모든 값을 곱해서 120을 돌려준다.

 

 

*키워드 피라미터

이번에는 키워드 피라미터에 대해 알아보자. 키워드 피라미터를 사용할 때는 매개변수 앞에 별 두 개(**)를 붙인다. 역시 이것도 예제로 알아보자. 먼저 다음과 같은 함수를 작성한다.

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

print_kwargs 함수는 매개변수 kwargs를 출력하는 함수이다. 이제 이 함수를 다음과 같이 사용해 보자.

>>> print_kwargs(a=1) {'a' : 1} >>> print_kwargs(mane='foo', age=3) {'age' : 3, 'name' : 'foo'}

입력값 a=1 또는 name='foo', age=3이 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.

 

 

 

 

 

출처 : "점프 투 파이썬"