[점프 투 파이썬] 4장. 프로그램의 입력과 출력은 어떻게 해야할까?

5주차

2022.06.13. ~ 2022.06.19

• 04-1 함수

함수란 무엇인가?

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입력값을 가지고 어떤 일을 수행한 후 결과물을 내놓는 것이 함수가 하는 일이다. 예를 들면 믹서에 과일을 넣는 행위 속 믹서에 넣는 과일은 "입력"이 되는 것이고 과일 주스는 "출력(결과값)"이 된다. 함수는 바로 믹서가 되는데 믹서 즉 함수는 과일을 입력받아 주스를 출력해주는 역할을 한다.

함수를 사용하는 이유는 무엇일까?

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첫 번째는 똑같은 내용을 반복 작성하지 않기 위해서이다. 반복적으로 사용이 되는 가치 있는 부분을 한 뭉치로 묶어 어떤 입력값을 주었을 때 이런 결과값을 돌려준다는 식으로 함수를 작성하는 것이 현명하다.
두 번째는 프로그램의 흐름을 일목요연하게 보기 위해서이다. 프로그램에서 입력한 값이 여러 함수를 거치며 원하는 결과값을 낼 수 있는데, 이렇게 되면 흐름 파악이 쉬워져 오류가 어디에서 나는지도 바로 알아차릴 수 있다.

파이썬 함수의 구조

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def 함수명(매개변수): # 함수를 만들 때 사용하는 예약어, 함수 이름은 함수 만드는 사람이 임의로 정할 수 있다.
# 매개변수란? 함수에 입력으로 전달되는 값을 받은 변수이다.
    <수행할 문장1> 
    <수행할 문장2>
    ...

def add(a, b): 
    return a + b # return은 함수의 결과값을 돌려주는 명령어이다. 

위 예시는 다음과 같이 풀이된다.
"이 함수의 이름(함수 이름)은 add이고 입력으로 2개의 값을 받으며 결괏값은 2개의 입력값을 더한 값이다."

add 함수를 이용한 예시는 다음과 같다.

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

매개변수와 인수

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매개변수는 함수에 입력으로 전달된 값을 받는 변수이고, 인수는 함수를 호출할 때 전달하는 입력값을 의미한다.

def add(a, b):  # a, b는 매개변수
    return a+b

print(add(3, 4))  # 3, 4는 인수

입력값과 결과값에 따른 함수의 형태

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함수는 들어온 입력값을 받아 처리를 해 적절한 결과값으로 돌려준다.

입력값 --> 함수 --> 결과값

함수의 형태는 입력값과 결과값의 존재 유무에 따라 4가지 유형으로 나뉜다.


1. 일반적인 함수
입력값이 있고, 결과값이 있는 함수가 일반적인 함수이다.

def add(a,b):
    result = a+b
    return result

add 함수는 2개의 입력값을 받아 서로 더한 결과값을 돌려준다.

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

입력값으로 3,4를 주고 결과값을 7로 돌려받았다.

결과값을 받을 변수 = 함수이름(입력인수1, 입력인수2..)

2. 입력값이 없는 함수 입력값이 없는 함수도 존재한다.

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

위 함수를 쓰기 위해서는 say()처럼 괄호 안에 아무값도 넣지 않아야 한다.
이 함수는 입력값은 없지만 결과값으로 Hi라는 문자열을 돌려준다. a = say()처럼 작성하면 Hi 문자열이 대입되는 것이다.
입력값이 없고 결과값만 있는 함수는 다음과 같이 사용된다.

결과값을 받을 변수 = 함수이름()

3. 결과값이 없는 함수 결과값이 없는 함수 역시 존재한다.

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

결과값 없는 함수는 호출해도 돌려주는 값이 없다.

>>> add(3,4)
3,4의 합은 7입니다.

즉 결과값 없는 함수는 다음과 같이 사용한다.

함수이름(입력인수1, 입력인수2)

4. 입력값도 결과값도 없는 함수

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

입력 인수를 받는 매개변수도 없고, return문도 없으니 입력값도 결과값도 없는 함수이다.
이 함수를 사용하는 방법은 단 한가지이다.

>>> say()
Hi

함수이름()

입력값이 몇 개가 될지 모를 때는 어떻게 해야 할까?

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# 여러 개의 입력값을 모두 더하는 함수
>>> def add_many(*args): # *args처럼 매개변수 이름 앞에 *을 붙이면 입력값을 전부 모아서 튜플로 만들어 준다.
...     result = 0 
...     for i in args: 
...         result = result + i 
...     return result 
... 
>>>

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.

>>> def add_mul(choice, *args): # *arg 매개변수 뿐만 아니라 Choice 매개변수도 추가 가능하다.  
...     if choice == "add": 
...         result = 0 
...         for i in args: 
...             result = result + i 
...     elif choice == "mul": 
...         result = 1 
...         for i in args: 
...             result = result * i 
...     return result 
... 
>>>

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

함수의 결과값은 언제나 하나이다.

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함수는 return문을 만나는 순간 결과값을 돌려준 다음 함수를 빠져나가게 된다.

# add_and_mul 함수는 2개의 입력 인수를 받아 더한 값과 곱한 값을 돌려주는 함수이다.
>>> def add_and_mul(a,b): 
...     return a+b, a*b

>>> result = add_and_mul(3,4)

결과값은 a+b와 ab 2개인데 결과값을 받아들이는 변수는 result 하나만 쓰였으니 오류가 발생하지 않을까? 하지만 오류는 발생하지 않는다. 그 이유는 함수의 결과값은 2개가 아니라 언제나 1개이기 때문이다. add_and_mul 함수의 결괏값 a+b와 ab는 튜플값 하나인 (a+b, a*b)로 돌려준다.

따라서 result 변수는 다음과 같은 값을 갖게 된다.

result = (7, 12)

매개변수에 초깃값 미리 설정하기

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def say_myself(name, old, man=True): 
    print("나의 이름은 %s 입니다." % name) 
    print("나이는 %d살입니다." % old) 
    if man: 
        print("남자입니다.")
    else: 
        print("여자입니다.")
        

man=True처럼 매개변수에 미리 값을 넣을 수 있다. 이것이 바로 함수의 매개변수 초기값을 설정하는 방법이다. 함수의 매개변수에 들어갈 값이 항상 변하는 것이 아닐 경우에는 이렇게 함수의 초기값을 미리 설정해 두면 유용하다.

say_myself 함수는 다음처럼 사용할 수 있다.

say_myself("박응용", 27)
say_myself("박응용", 27, True)

입력값으로 "박응용", 27처럼 2개를 주면 name에는 "박응용"이 old에는 27이 대입된다. 그리고 man이라는 변수에는 입력값을 주지 않았지만 초기값 True를 갖게 된다.

따라서 위 예에서 함수를 사용한 2가지 방법은 모두 동일한 결과를 출력한다.

나의 이름은 박응용입니다.
나이는 27살입니다.
남자입니다.

초기값을 False로 바꿀 시 다음과 같은 결과가 출력된다.

나의 이름은 박응용입니다.
나이는 27살입니다.
여자입니다.

함수 안에서 함수 밖의 변수를 변경하는 방법

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vartest라는 함수를 사용해서 함수 밖의 변수 a를 1만큼 증가시킬 수 있는 방법에 대해 알아보겠다. 2가지 방법이 있다.


1. return 사용하기

# vartest_return.py
a = 1 
def vartest(a): 
    a = a +1 
    return a

a = vartest(a) 
print(a)

vartest 함수는 입력으로 들어온 값에 1을 더한값을 돌려준다. 따라서 a = vartest(a)라고 대입하면 a가 vartest 함수의 결괏값으로 바뀐다. 여기에서도 물론 vartest 함수 안의 a 매개변수는 함수 밖의 a와는 다른 것이다.

2. global 명령어 사용하기

# vartest_global.py
a = 1 
def vartest(): 
    global a 
    a = a+1

vartest() 
print(a)

두 번째 방법은 global 명령어를 사용하는 방법이다. 위 예에서 볼 수 있듯이 vartest 함수 안의 global a 문장은 함수 안에서 함수 밖의 a 변수를 직접 사용하겠다는 뜻이다. 하지만 프로그래밍을 할 때 global 명령어는 사용하지 않는 것이 좋다. 가급적으로 global 명령어를 사용하는 방법은 피하자

lambda

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lambda는 함수를 생성할 때 사용하는 예약어로, def와 동일한 역할을 한다. def를 사용해야 할 정도로 복잡하지 않거나 def를 사용할 수 없는 곳에 주로 쓰인다.

lambda 매개변수 1, 매개변수2, ...: 매개변수를 이용한 표현식

>> def add(a, b):
...     return a+b
...
>>> result = add(3, 4)
>>> print(result)
7

lambda 예약어로 만든 함수는 return 명령어가 없어도 결과값을 돌려준다.