Python入門!!関数とは？基礎から応用まで徹底解説📚

みなさん、こんにちは！🦁
荒木亜音（あらきあのん）と申します！🦖
現在はAIスタートアップのプロダクトマネージャー（PdM）として日々奮闘していますが、AIエンジニアとしてデータ分析のプロになるべく、Pythonの勉強を始めました〜！📚（駆け出しエンジニアの方はぜひ仲良くしてください！🙌）

前回は、初心者が必ず理解しておきたい「for文」「while文」の基礎を
丁寧に解説しました！（良かったらこちらも見てね！）

今回は、Pythonの関数について学びます👩🏻‍💻
関数を使いこなせると、コードがぐっと分かりやすくなり、再利用も簡単になります。コードを書くときに毎回同じような処理を書くのは面倒ですよね？そんなとき、関数を使えば効率が上がります！↗️
さるでもわかるくらい（！）簡単に説明しますので、安心してついてきてくださいね！🐒✨

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1. 関数とは何か？

関数は、特定の処理を1つのまとまりとしてまとめたものです。
よく使う計算や処理を「一度書いておいて、何度でも使える」ようにすることで、コードの重複を減らし、修正や管理が簡単になります。たとえば、プログラムを作るときに同じ計算を何度も行うとします。関数を使えば、同じ処理を何度も書く必要がなくなります！

関数を使うメリットには、以下のようなものがあります：

• 再利用性：一度定義した関数は、何度でも呼び出せます。

• 可読性：コードがスッキリし、どんな処理をしているか一目でわかります。

• 保守性：もし修正が必要になっても、関数の中の処理を1か所修正すれば全ての呼び出しで適用されます。

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2. 関数の基本構文

Pythonで関数を作るのは、とても簡単です。関数は次のようにdefキーワードで定義します。

# 関数を定義する
def greet():
    print("こんにちは！Pythonの世界へようこそ！")

# 関数を呼び出す
greet()

このコードでは、greet()という関数を定義し、それを呼び出しています。
出力は以下の通りです👇

こんにちは！Pythonの世界へようこそ！

[ greet() ] という関数は「関数の呼び出し」と言われ、関数を一度定義すると何度でも呼び出して使うことができます👩🏻‍💻
（ 便利ですね！ぜひ理解して使いこなしていきましょう！🧐 ）

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3. 引数と戻り値の使い方

次に、引数（ひきすう）と戻り値（もどりち）について説明します。

• 引数は関数に渡す「データ」のことです。関数はこのデータを元にして処理を行います。

• 戻り値は関数が処理を終えたあとに返してくる「結果」のことです。

たとえば、2つの数値を加算する関数を作ってみましょう：

def add_numbers(x, y):
    result = x + y
    return result

# 関数を呼び出して値を表示する
print(add_numbers(3, 7))  # 出力: 10

ここでは、[ x ] と [ y ] が引数であり、[ result ] が戻り値です。
関数の中で計算した結果をreturn文で返しています。

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4. 実践問題: 数学関数を作ってみよう

Jupyter Notebookを使いながらであれば簡単に実践できます！😎
よければ、お手元でJupyter Notebookを用意して対応してみてください！👩🏻‍💻

実践例①：四則演算を行う関数

四則演算（足し算、引き算、掛け算、割り算）を行う関数を作成します。関数を使えば、どんな計算でも素早く行えます。

def calculator(x, y, operation):
    if operation == 'add':
        return x + y
    elif operation == 'subtract':
        return x - y
    elif operation == 'multiply':
        return x * y
    elif operation == 'divide':
        return x / y
    else:
        return "無効な操作です"

# 使用例
print(calculator(10, 5, 'add'))      # 結果: 15
print(calculator(10, 5, 'subtract')) # 結果: 5
print(calculator(10, 5, 'multiply')) # 結果: 50
print(calculator(10, 5, 'divide'))   # 結果: 2

このコードでは、operation引数によって異なる演算が行われます。引数の値を変更することで、異なる計算を行える汎用的な関数が完成しました。

実践例②：ユークリッド距離を求める関数

次は、2点間の距離を求める関数を作成してみましょう。ユークリッド距離とは、平面上での2つの点の距離です。

import math

def euclidean_distance(x1, y1, x2, y2):
    distance = math.sqrt((x2 - x1) ** 2 + (y2 - y1) ** 2)
    return distance

# 使用例
print(euclidean_distance(0, 0, 3, 4)) # 結果: 5.0

この関数では、2点の座標を引数として受け取り、math.sqrt関数を使って距離を計算しています。複雑な計算も関数にまとめることで簡単に使い回せます。

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5. まとめ

関数を使うことで、コードの再利用性が高まり、読みやすくなります。
また、特定の処理を関数として切り出すことで、コード全体が整理され、保守がしやすくなります！
ぜひここまでの学びも参考に、関数でまとめてみるなど積極的に挑戦してみてくださいね！🙌

次回は、リスト / 辞書 / タプル など、Pythonにおけるデータの管理方法についてを発信していきます！🧗🏻‍♀️
データ分析やAI分野においても基礎にあたる内容になりますね！🦖💫

次回の投稿もお楽しみに〜！！⭐️