Python 07 - 함수

함수

입력을 받고 특정 일을 수행한 다음 출력 결과를 내어놓는 행위를 하는 것을 말한다.

가장 쉬운 예로 비밀번호 검증 로직을 볼 수 있는데, 아이디와 비밀번호를 입력하면 어떠한 프로그램이 이것이 맞는지 아닌지 확인하고 맞으면 로그인 아니면 로그인이 되지 않는다.

여기서 바로 어떠한 프로그램, 즉 아이디와 비밀번호가 옳은지 검증하는 것이 함수이다.

 

 

 

함수를 사용하는 이유

 

프로그래밍을 하다 보면 똑같은 내용을 반복해서 사용해야 할 때가 많다. 똑같은 내용을 코딩할 수도 있고, 이전의 내용을 복사 후 붙여넣기 등을 통하여 할 수도 있지만

프로세스가 너무 비효율적이다. 이 때 프로그래머들은 함수를 사용한다. 함수로 만들어서 사용한다는 것은 또 다시 사용할만한 기능이라는 뜻이다.

또 다른 이유는 프로그램의 가독성 때문인데, 반복되는 기능들을 함수화 시키면 프로그램의 흐름을 쉽게 볼 수 있어 함수가 제대로 동작하는지 안 하는지 볼 수 있다는 것이다.

 

 

 

함수 구조

 

def 함수명 (인자 값):

<수행 문장1>

<수행 문장2>

. . .

 

 

 

def는 define(정의하다)의 약자로 함수를 만들 때 사용된다. 내장 함수를 제외한 함수들은 프로그래머가 임의로 만드는 것이기 때문에 변수명을 정하는 것과 비슷하다.

함수명 다음에 괄호 안에 있는 인자 값은 이 함수에 입력값을 말한다. (인자 값의 개수 제한은 없다). 가장 간단한 함수는 다음과 같은 것이 있다.

 

 

 

 

 

함수의 입력/출력

 

프로그래밍을 배울 때 어려운 점 중 하나가 바로 용어가 명확하지 않다는 것이다.

입력 값을 다른 말로 함수의 인수, 입력 인수, 파라미터 등으로 말하기도 하며, 출력 값을 리턴 값, 결과 값, 돌려주는 값 등으로 말한다.

함수는 여러 개의 형태가 있는데 다음과 같은 형태들이 존재한다.

 

일반적인 함수

 

 

왼쪽 코딩이 바로 일반적인 함수의 모습이다.

1 라인에서 함수의 이름과 입력 값을 선언하고

2 라인에서 지역 변수 result를 선언하여 입력 값을 더한 값을 저장하고

3 라인에서 resul 변수의 값들 돌려준다.

 

5 라인에서 sum 함수를 3, 4와 함께 호출하고

6 라인에서 함수에서 얻은 값, 7을 출력한다.

 

 

 

입력값이 없는 함수

 

1 라인에서 say() 함수를 선언하는데 입력 값이 없고 오직 리턴 값만 존재한다.

위와 같은 함수를 사용하려면 4 라인처럼 사용해야 한다.

 

 

 

 

 

 

 

 

리턴값이 없는 함수

 

 

2 라인에서 sum 함수를 선언하고 입력 값을 같이 선언한다.

3 라인이 함수 내에서 실행 될 동작인데 print로 모니터에 출력만 하고 함수 자체의 리턴 값은 존재하지 않는다.

따라서 리턴 값이 없는 함수는 5 라인처럼 별도의 변수 없이 그냥 호출만 하면 된다.

 

 

 

 

* 글을 읽다보면 궁금증이 생길 수 있다.  "3 + 4 = 7" 입니다가 출력되었으니 이게 리턴값이 아닌가?  라는 궁금증이 생길 수 있는데, 3 라인의 print 함수는 그냥

   함수 내에서 사용 되는 것 뿐이다. 리턴 값은 당연히 없다. (리턴 값은 오직 return 을 통해서만 가능하다)

   확인을 위해 아래와 같이 변수를 사용하여 리턴 값을 받아 보자.

 

 

 

1 라인은 한글 사용을 위한 것이고

2 라인에서 함수를 선언

3 라인에서 함수 내에서 그냥 모니터에 출력할 문장 사용

5 라인에서 a 변수를 통해 sum 함수를 호출, 이를 통해 sum 함수의 리턴값이 a 함수에 저장

6 라인에서 sum 함수의 리턴값이 저장된 a 변수 출력

 

 

결과를 보니 a의 값은 None, 즉 없다. None은 거짓을 나타낸 자료형이다. 따라서 단순이 출력한다는 것과 return 으로 값을 리턴하는 것은 다르다는 것을 알아야 한다.

 

 

 

 

 

 

 

 

입력 값의 개수를 모를때는?

 

입력 값이 주어졌을 때 그 입력값들을 모두 더하여 더한 값과 평균을 내야 하는 프로그램을 파이썬으로 짜야 한다고 생각해보자.

가장 난해한 부분은 바로 정확한 입력값을 예측할 수 없다는 것이다. 이에 파이썬은 다음과 같은 것을 제공한다.

 

def 함수이름(*입력변수):

<수행 문장1>

<수행 문장2>

. . .

 

 

이제 이것을 이용하여 위에서 가정한 합계와 평균 값을 구하는 프로그램을 짜보자.

 

 

1 라인에서 함수의 이름과 *args 라는 입력 변수를 선언한다.

2 라인에서 합계를 저장할 변수를 선언한다.

3 라인에서 입력 된 인자값의 개수를 저장할 변수를 선언한다.

4 라인에서 평균 값을 저장할 변수를 선언한다.

 

 

6 라인에서 i 라는 카운터 변수를 이용하여 반복문을 시작한다.

7 라인에서 args에 입력된 첫번째 값을 저장하고

8 라인에서 1개가 입력되었다는 것을 count 변수에 저장한다.

이를 args의 모든 값이 실행될때까지 반복한다.

 

10 라인에서 합계/입력개수를 실행하여 평균을 ave에 저장한다.

11 라인에서 sum과 ave를 리턴해준다.

 

 

13 라인에서 t1 변수를 통하여 sum_ave 함수를 호출하고 입력값으로 1~5를 준다.

14 라인에서 sum_ave 함수릐 리턴값을 출력한다.

 

 

 

 

 

 

입력값은 1개 이상의 종류가 올 수 있다.

 

이해가 가질 않는다면 아래의 샘플을 보면 된다.

 

 

 

2 라인에서 보듯이 sum_mul 함수는 입력 값으로 choice 와 *args 라는 것을 받는다.

3 라인에서, 입력 받은 choice 가 sum 이면 덧셈 연산을 수행한다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9 라인에서, 입력 받은 choice 가 mul 이면 곱셈 연산을 수행한다.

 

 

 

 

 

 

 

 

15 라인에서, 입력 받은 choice가 잘못된 값이면 왼쪽과 같은 문자열을 출력한다.

 

 

 

18라인에서 변수 s를 통해 sum_mul 함수의 덧셈 기능을 호출한다.

19라인에서 변수 m을 통해 sum_mul 함수의 곱셈 기능을 호출한다.

20라인에서 변수 e를 통해 sum_mul 함수에는 제공되지 않는 기능을 호출한다

 

 

 

 

 

 

함수의 리턴값은 언제나 하나!

 

 

이해를 돕기 위해 다음과 같은 함수를 만들자.

 

 

def sum_mul (a,b):

return a+b, a*b

 

 

입력 값을 받으면 값의 합과 곱셈 결과를 출력하는 함수이다.

이 함수를 다음과 같이 호출하면 어떻게 될까?

 

a = sum_mul (3,4)

 

함수를 보면 리턴값이 2개인데, 호출할 때는 변수 a 하나만 사용되어 에러가 난다고 생각할 수 있다. 그러나 에러는 나지 않는다.

함수는 리턴값이 하나이다, 즉 2개 이상의 값을 리턴하게 되면 함수는 이를 터플 형태로 리턴해 준다.

 

 

 

 

 

만약 터플이 아닌 각각의 값을 2개로 받으려면 다음과 같이 해야 한다.

 

 

또는 다음과 같이 코딩하는 사람들도 있을 것이다.

 

 

위의 함수에서  3 라인은 실제적으로 별 의미가 없다. 왜냐하면 함수는 return을 만나는 순간 함수를 빠져나가기 때문이다.

 

 

함수 입력값 초기치 설정

 

 

함수를 선언하고 입력값을 같이 선언 할 때 그냥 입력값 자체를 변수로만 줄 수 있지만 이와 동시에 초기치를 설정할 수 도 있다.

 

 

2 라인에서 함수명과 입력 값을 선언하는데 gender 입력 값에 1이라는 값을 미리 넣어 선언하고 있다.

이것이 바로 함수 입력 값의 초기치를 설정하는 것인데 자주 바뀌지 않고 가끔 변하는 것일 때 유용하게 사용된다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12 라인에서 함수를 호출하는데 입력 값을 2개만 넘겨주었다. 이는 gender의 경우 초기값인 1이 들어가게 된다.

따라서 남자라고  출력된다.

14 라인에서 함수를 호출하는데 입력 값 3개를 모두 넘겨주었다. 이는 gender의 경우 넘겨주는 값인 0이 들어가며

여자라고 출력된다.

 

 

 

초기치 설정 시 주의사항

 

함수 초기치 설정시 주의해야 할 것이 있는데, 그것은 바로 초기치 설정 순서이다.

이해가 가질 않는다면 위의 함수에서 입력값 순서를 살짝 바꿔 보자.

 

 

결론부터 말하자면 에러가 난다. 얼핏 생각하기에는 intro_myself ("파이썬", 20) 으로 호출해도 될거 같은 느낌이 든다.

그러나 위와 같이 호출하면 name 변수에는 파이썬이 들어가겠지만 파이썬은 20이라는 값을 gender에 이미 설정된 초기값에 덮어 씌어야 하는지 아니면 age에 넣어야 하는지

구분 할 수 없게 된다.  따라서 초기치를 설정할 입력 변수들은 무조건 맨 뒤에 있어야 된다.

 

지역변수 / 전역변수

 

지역변수, 전역변수의 개념은 모든 프로그래밍에서 중요시되는 개념이다.

지역변수란, 해당 함수내에서 선언한 변수로 이 변수에 대한 접근은 오직 해당 함수내에서만 가능하다.

전역변수란, 일반적으로 처음에 선언한 변수로 프로그램 전체에서 이 변수에 대한 접근이 가능하다.

 

이해를 돕기 위하여 아래와 같은 샘플을 보자.

 

1 라인에서, a = 1이라고 변수를 선언하였다.

2 라인에서 test라는 함수를 선언하고 입력값은 a로 선언후,

3 라인에서는 입력된 a값에다가 1을 더하고 있다.

 

5 라인에서는 1라인에서 1이 선언된 a를 이용하여 함수 test를 호출하고 있다.

6 라인에서 a를 출력한다.

 

 

 

1이 함수에 들어갔고 +1을 만났기 때문에 2가 출력될것이라는게 일반적인 사람들의 예측이다. 그러나 출력 결과는 1이다.

이런 이유가 발생하는 이유는 함수 안에서 새로 만들어진 변수는 이름에 상관 없이 함수 안에서만 쓰여지는 변수이기 때문이다.

즉, def test(a)처럼 선언하면 여기서의 a는 함수안에서만 쓰이는 지역변수(라인 2~3)이지, 프로그램 전체에서 사용되는 전역변수(라인 1)가 아니라는 것이다.

 

이해가 잘 가지 않는다면 샘플 하나를 더 보도록 하자.

 

 

에러가 발생한다. 이유는???

4 라인에서는 숫자 3을 test 함수에 넣고 있다. 따라서 test 함수 내에서는 a 값이 4가 될것이다. 그러나 return 하는 부분이 없기 때문에 함수 밖에서는 함수 내의 변수(a)로

접근할 수 없다. 따라서 a가 선언되어 있지 않다고 오류가 난다.

 

 

이런 에러를 나지 않게 하려면 크게 2가지 방법이 있다.

 

 

1. return 사용

 

 

test 함수는 입력으로 들어온 값에 1을 더한후 이를 반환한다. 따라서 별다른 오류 없이 a를 출력할 수 있다. 물론 여기서도 2~3라인의 a와 5~6라인의 a는 다른것이다.

 

 

2. global 사용

 

 

global a 문장은 함수 안에서 쓰이는 변수 a를 함수 밖에서 직접 사용하겠다는 의미이다. 그러나, 함수는 독립적으로 존재하는 것이 좋기 때문에 global 명령어의 사용은

자제하는 것이 좋다. 가급적 1번째 방법인 return을 사용하는 것이 좋다.