📋 このステップで学ぶこと
関数の定義（def）
引数と戻り値
デフォルト引数
関数を使った計算例
学習時間の目安： 2.5〜3時間
🎯 1. 関数とは？
処理をまとめて名前をつける
これまで、同じような処理を何度も書いてきました。でも、それは効率的ではありません。
❌ 同じコードを何度も書く問題
例えば、BMIを3人分計算する場合、同じ計算式を3回も書かなければなりません：
コードが長くなる
計算式を変更したくなったら、全部書き換える必要がある
ミスが起きやすい
関数（かんすう） とは、よく使う処理をまとめて名前をつけたもの です。料理のレシピのように、一度定義すれば何度でも使えます。
🍳 関数は「料理のレシピ」
料理を作る流れ：
材料を渡す → 引数（ひきすう）レシピに従って料理する → 関数の処理完成品を返す → 戻り値（もどりち）
例：オムレツを作る関数
材料（引数）: 卵、塩、バター
レシピ（処理）: 卵を溶く、焼く、形を整える
完成品（戻り値）: オムレツ
今まで使ってきた関数
実は、すでにたくさんの関数を使っています。これらは組み込み関数 といって、Pythonが最初から用意してくれている関数です：
print() – 画面に表示する関数（引数：表示したい値、戻り値：なし）len() – 長さを返す関数（引数：リストや文字列、戻り値：長さの数値）type() – データ型を返す関数（引数：調べたい値、戻り値：データ型）range() – 数値の範囲を作る関数（引数：開始・終了・ステップ、戻り値：数値の範囲）
今回は、自分で関数を作る方法 を学びます！
📌 関数を使うメリット
コードの再利用 – 一度書けば何度でも使える読みやすくなる – 処理に名前がつくので意図がわかりやすい保守しやすい – 修正が1箇所で済むテストしやすい – 機能ごとに動作確認できる
📝 2. 関数の定義（def文）
関数を作ることを「定義する」という
関数を作ることを「関数を定義する」といいます。def （define = 定義する）という言葉を使います。
📌 関数の基本構文
※ 画面が小さい場合は、コードブロックを横にスクロールできます
📌 関数定義の5つのルール
1. def の後に関数名を書く2. カッコ() をつける – 引数を書く場所（今は空でOK）3. コロン（:） を行末につける – 必須！忘れるとエラー4. インデント（字下げ） する – スペース4つ（Tabキーで自動入力）5. 小文字とアンダースコア で書く – Pythonの慣習
最初の関数を作ってみよう
では、実際に関数を作ってみましょう。挨拶をする簡単な関数から始めます。
# 関数の定義
def say_hello():
print(“こんにちは！”)
print(“Pythonの世界へようこそ”)
# 関数を呼び出す（実行する）
say_hello()
こんにちは！
Pythonの世界へようこそ
💡 コードの詳しい説明
def say_hello():
def – 「関数を定義する」という命令say_hello – 関数名（自由に決められます）() – 引数を書く場所（今回は空）: – コロン（必須！忘れるとSyntaxError）
print(“こんにちは！”)
関数の中身（処理）
スペース4つでインデントされている
複数行の処理を書ける
say_hello()
関数を呼び出す（実行する）命令
関数名の後に()をつける
この行が実行されると、関数の中身が実行される
🔑 重要：定義と呼び出しは別々
def say_hello(): – 関数を作る だけsay_hello() – 関数を実行する 定義しただけでは実行されません
呼び出すことで初めて実行されます
関数は何度でも呼び出せる
一度定義した関数は、何度でも使えます。これが関数の大きなメリットです！
# 関数の定義
def greet():
print(“おはようございます！”)
# 何度でも呼び出せる
greet()
greet()
greet()
おはようございます！
おはようございます！
おはようございます！
💡 再利用のメリット
同じ処理を1回だけ書けばいい
必要な時に何度でも呼び出せる
処理を変更したくなっても、関数の定義部分を1箇所変えるだけでOK
100回呼び出しても、定義は1回だけ
📥 3. 引数（パラメータ）
関数に「材料」を渡す
今までの関数は、いつも同じ動作をしました。でも、引数（ひきすう） を使うと、関数に値を渡して、動作を変えることができます。
📌 引数の役割
引数 とは、関数に渡す「材料」のようなものです。
料理に例えると：
オムレツを作る関数に「卵2個」を渡す → 2個分のオムレツができる
オムレツを作る関数に「卵3個」を渡す → 3個分のオムレツができる
プログラムでは：
挨拶する関数に「太郎」を渡す → 「こんにちは、太郎さん！」
挨拶する関数に「花子」を渡す → 「こんにちは、花子さん！」
引数を受け取る関数
()の中に変数名を書くことで、関数は値を受け取ることができます。
# 引数を受け取る関数
def greet(name):
print(f”こんにちは、{name}さん！”)
# 関数を呼び出すときに値を渡す
greet(“太郎”)
greet(“花子”)
greet(“次郎”)
こんにちは、太郎さん！
こんにちは、花子さん！
こんにちは、次郎さん！
💡 コードの詳しい説明
def greet(name):
()の中にnameと書くこれが引数の名前（変数名）
関数の中でnameという変数が使える
print(f”こんにちは、{name}さん！”)
{name}の部分に、渡された値が入るf-string（フォーマット文字列）を使用
greet(“太郎”)
"太郎"を引数として渡しているnameには"太郎"が入る
動作の流れ：
greet("太郎")を実行nameに"太郎"が代入されるprint(f"こんにちは、太郎さん！")が実行される
複数の引数を受け取る
引数は複数個受け取ることもできます。カンマ（,）で区切って書きます。
# 2つの引数を受け取る
def add(a, b):
result = a + b
print(f”{a} + {b} = {result}”)
add(5, 3)
add(10, 20)
add(100, 200)
5 + 3 = 8
10 + 20 = 30
100 + 200 = 300
💡 複数の引数の説明
def add(a, b):
aとbという2つの引数を受け取るカンマで区切って書く
引数は3個、4個…といくつでも書ける
add(5, 3)
最初の値（5）がaに入る
2番目の値（3）がbに入る
順番が重要！ add(3, 5)ならa=3, b=5になる
実践例：BMI計算関数
実際に使える関数を作ってみましょう。BMI（体格指数）を計算する関数です。
# BMIを計算して表示する関数
def calculate_bmi(height_cm, weight_kg):
# 身長をメートルに変換
height_m = height_cm / 100
# BMIを計算
bmi = weight_kg / (height_m ** 2)
# 結果を表示
print(f”身長：{height_cm}cm”)
print(f”体重：{weight_kg}kg”)
print(f”BMI：{bmi:.1f}”)
# 関数を呼び出す
calculate_bmi(170, 65)
print(“—“)
calculate_bmi(160, 55)
身長：170cm
体重：65kg
BMI：22.5
—
身長：160cm
体重：55kg
BMI：21.5
💡 関数のメリットを実感
この関数があれば：
何人分でも簡単に計算できる
計算式を1箇所に書くだけでいい
計算式を変更したくなっても、関数の定義を1箇所変えるだけ
コードが読みやすくなる（calculate_bmi(170, 65)で何をしているか一目瞭然）
📤 4. 戻り値（return）
計算結果を「返す」
今までの関数は、結果を表示するだけでした。でも、return を使うと、計算結果を返す ことができます。返された値は、変数に入れたり、他の計算に使ったりできます。
📌 戻り値の役割
戻り値 とは、関数が返す「結果」です。
料理に例えると：
プログラムでは：
返された値は：
変数に入れられる
他の計算に使える
別の関数に渡せる
値を返す関数
returnの後に値を書くことで、その値を関数の外に返すことができます。
# 2つの数を足して結果を返す
def add(a, b):
result = a + b
return result
# 戻り値を変数に入れる
answer = add(5, 3)
print(answer)
# 計算に使うこともできる
total = add(10, 20) + add(30, 40)
print(total)
8
100
💡 コードの詳しい説明
return result
return – 「値を返す」という命令resultの値を呼び出し元に返すreturnに到達すると、関数はそこで終了する
answer = add(5, 3)
add(5, 3)が実行される5 + 3 = 8 が計算される
8が返されて、answerに代入される
total = add(10, 20) + add(30, 40)
add(10, 20)が30を返すadd(30, 40)が70を返す30 + 70 = 100 が計算される
totalに100が代入される
printとreturnの違い
printとreturnは、全く違う動作をします。この違いを理解することが非常に重要です！
📌 printとreturnの違い
命令
動作
使いどころ
print 画面に表示するだけ
結果を見たい時
return 値を返す
計算結果を変数に入れたい
# printを使う関数
def add_print(a, b):
result = a + b
print(result)
# returnを使う関数
def add_return(a, b):
result = a + b
return result
# printの場合
print(“=== printの場合 ===”)
x = add_print(5, 3) # 画面に8と表示される
print(f”xの値: {x}”) # xはNone
# returnの場合
print(“\n=== returnの場合 ===”)
y = add_return(5, 3) # 画面には何も表示されない
print(f”yの値: {y}”) # yは8
=== printの場合 ===
8
xの値: None
=== returnの場合 ===
yの値: 8
💡 違いの説明
printの場合：
関数の中で8が表示される
でも値は返されない
xにはNone（何もない）が入る計算に使えない！
returnの場合：
関数の中では何も表示されない
8という値が返される
yには8が入る返された値を自由に使える！
🔑 重要なポイント
returnに到達すると関数が終了： returnの後のコードは実行されない1つの関数に複数のreturn： 条件によって返す値を変えることができるreturnがない関数： 自動的にNoneを返す
複数の値を返す
Pythonでは、1つの関数から複数の値を返すことができます。カンマで区切って書くだけです。
# 四則演算の結果を全て返す
def calc(a, b):
add_result = a + b
sub_result = a – b
mul_result = a * b
div_result = a / b
return add_result, sub_result, mul_result, div_result
# 複数の戻り値を受け取る
add, sub, mul, div = calc(10, 2)
print(f”足し算：{add}”)
print(f”引き算：{sub}”)
print(f”掛け算：{mul}”)
print(f”割り算：{div}”)
足し算：12
引き算：8
掛け算：20
割り算：5.0
💡 複数の戻り値の説明
return add_result, sub_result, mul_result, div_result
カンマで区切って複数の値を返す
実際には、タプル（組）として返される
4つの値が1つのまとまりとして返される
add, sub, mul, div = calc(10, 2)
返された4つの値を、4つの変数で受け取る
順番通りに代入される
変数の数と戻り値の数が一致しないとエラー
実践例：平均値を計算する関数
リストの平均値を計算して返す関数を作りましょう。これは実際のデータ分析でよく使います。
# リストの平均値を計算して返す
def calculate_average(numbers):
total = sum(numbers)
count = len(numbers)
average = total / count
return average
# 使用例
scores = [85, 92, 78, 95, 88]
avg = calculate_average(scores)
print(f”平均点：{avg}点”)
# 別のデータでも使える
temperatures = [18.5, 21.2, 19.8, 22.5, 20.1]
avg_temp = calculate_average(temperatures)
print(f”平均気温：{avg_temp:.1f}℃”)
平均点：87.6点
平均気温：20.4℃
💡 関数の再利用性
同じ関数を、点数の平均、気温の平均など、いろんな場面で使えます。これが関数の大きなメリットです！
🎛️ 5. デフォルト引数
引数に「初期値」を設定する
デフォルト引数 を使うと、引数が渡されなかった場合の初期値を設定できます。よく使う値がある場合、それをデフォルトにしておくと便利です。
📌 デフォルト引数の使いどころ
よく使う値がある場合、それをデフォルトにしておくと便利です。例えば：
消費税の計算 → 税率は通常10%（デフォルト）
挨拶 → 「こんにちは」が通常の挨拶（デフォルト）
割引計算 → 割引なし（0%）がデフォルト
デフォルト引数の使い方
引数名の後に=値と書くことで、デフォルト値を設定できます。
# デフォルト引数を持つ関数
def greet(name, greeting=”こんにちは”):
print(f”{greeting}、{name}さん！”)
# 引数を2つ渡す
greet(“太郎”, “おはよう”)
# greetingを省略（デフォルト値が使われる）
greet(“花子”)
# もう一度省略
greet(“次郎”)
おはよう、太郎さん！
こんにちは、花子さん！
こんにちは、次郎さん！
💡 コードの詳しい説明
def greet(name, greeting=”こんにちは”):
greeting="こんにちは"と書くこれがデフォルト値
greetingが省略されたら、"こんにちは"が使われる
greet(“太郎”, “おはよう”)
2つの引数を渡しているので、"おはよう"が使われる
greet(“花子”)
greetingを省略しているので、デフォルトの"こんにちは"が使われる
実践例：消費税計算
消費税を計算する関数を作りましょう。税率は通常10%なので、それをデフォルトにします。
# 消費税を計算（税率はデフォルトで10%）
def add_tax(price, tax_rate=0.1):
tax = price * tax_rate
total = price + tax
return total
# 税率10%（デフォルト）
print(f”1000円（10%税込）: {add_tax(1000)}円”)
# 税率8%を指定
print(f”1000円（8%税込）: {add_tax(1000, 0.08)}円”)
# 税率5%を指定
print(f”1000円（5%税込）: {add_tax(1000, 0.05)}円”)
1000円（10%税込）: 1100.0円
1000円（8%税込）: 1080.0円
1000円（5%税込）: 1050.0円
⚠️ デフォルト引数の順番
デフォルト引数は、通常の引数の後 に書く必要があります。
❌ def func(a=1, b) → エラーdef func(b, a=1) → OK
理由：
func(5)と呼んだ時、5がaに入るのかbに入るのか曖昧になるため通常の引数を先に、デフォルト引数を後にすることで、この問題を避ける
📊 6. データ分析でよく使う関数
データ分析では、同じような処理を何度も行います。関数にしておくと便利です。実際に使える関数をいくつか作ってみましょう。
例1：最大値・最小値を見つける
def find_max_min(numbers):
“””リストの最大値と最小値を返す”””
max_value = max(numbers)
min_value = min(numbers)
return max_value, min_value
# 使用例
data = [45, 78, 23, 91, 56, 34, 89]
max_val, min_val = find_max_min(data)
print(f”最大値：{max_val}”)
print(f”最小値：{min_val}”)
print(f”範囲：{max_val – min_val}”)
最大値：91
最小値：23
範囲：68
💡 ドキュメント文字列
“””リストの最大値と最小値を返す”””
関数の最初に書く説明文
3つのダブルクォート（”””）で囲む
関数が何をするか説明する
良い習慣なので、書くようにしましょう
例2：データのフィルタリング
特定の条件に合うデータだけを抽出する関数を作りましょう。
def filter_by_threshold(numbers, threshold):
“””閾値以上の値だけを返す”””
result = []
for num in numbers:
if num >= threshold:
result.append(num)
return result
# 使用例：80点以上の点数を抽出
scores = [95, 72, 88, 91, 65, 78, 85]
high_scores = filter_by_threshold(scores, 80)
print(f”80点以上の点数：{high_scores}”)
print(f”人数：{len(high_scores)}人”)
80点以上の点数：[95, 88, 91, 85]
人数：4人
例3：データの正規化
データを0〜1の範囲に変換する関数を作りましょう。これは機械学習でよく使います。
def normalize(numbers):
“””データを0〜1の範囲に正規化”””
min_val = min(numbers)
max_val = max(numbers)
range_val = max_val – min_val
normalized = []
for num in numbers:
norm = (num – min_val) / range_val
normalized.append(norm)
return normalized
# 使用例
data = [10, 20, 30, 40, 50]
norm_data = normalize(data)
print(“元のデータ:”, data)
print(“正規化後:”, [f”{x:.2f}” for x in norm_data])
元のデータ: [10, 20, 30, 40, 50]
正規化後: [‘0.00’, ‘0.25’, ‘0.50’, ‘0.75’, ‘1.00’]
💡 正規化とは
データの範囲を0〜1に変換することです。異なるスケールのデータを比較する時に使います。
例：
10〜50のデータ → 0.00〜1.00に変換
最小値（10）が0.00になる
最大値（50）が1.00になる
中間の値は、その比率に応じて変換される
📝 練習問題
ここまで学んだことを、実際に手を動かして確認しましょう！
問題 1
基本
挨拶関数を作る
名前を引数として受け取り、「〇〇さん、こんにちは！」と表示する関数greetを作成してください。
解答例を見る
def greet(name):
print(f”{name}さん、こんにちは！”)
# テスト
greet(“太郎”)
greet(“花子”)
太郎さん、こんにちは！
花子さん、こんにちは！
問題 2
基本
掛け算関数
2つの数を受け取って、その積を返す関数multiplyを作成してください。
解答例を見る
def multiply(a, b):
return a * b
# テスト
print(multiply(5, 3))
print(multiply(10, 7))
result = multiply(12, 8)
print(f”12 × 8 = {result}”)
15
70
12 × 8 = 96
問題 3
応用
偶数・奇数判定関数
数値を受け取って、偶数なら「偶数」、奇数なら「奇数」という文字列を返す関数is_even_or_oddを作成してください。
解答例を見る
def is_even_or_odd(number):
if number % 2 == 0:
return “偶数”
else:
return “奇数”
# テスト
print(f”10は{is_even_or_odd(10)}”)
print(f”7は{is_even_or_odd(7)}”)
print(f”0は{is_even_or_odd(0)}”)
10は偶数
7は奇数
0は偶数
問題 4
応用
合計と平均を返す関数
数値のリストを受け取って、合計と平均を返す関数calc_sum_avgを作成してください。
解答例を見る
def calc_sum_avg(numbers):
total = sum(numbers)
average = total / len(numbers)
return total, average
# テスト
scores = [85, 92, 78, 95, 88]
total, avg = calc_sum_avg(scores)
print(f”合計：{total}点”)
print(f”平均：{avg}点”)
合計：438点
平均：87.6点
問題 5
チャレンジ
温度変換関数
摂氏温度（℃）を華氏温度（°F）に変換する関数celsius_to_fahrenheitを作成してください。
解答例を見る
def celsius_to_fahrenheit(celsius, decimal_places=1):
fahrenheit = celsius * 9/5 + 32
return round(fahrenheit, decimal_places)
# テスト
print(f”0℃ = {celsius_to_fahrenheit(0)}°F”)
print(f”25℃ = {celsius_to_fahrenheit(25)}°F”)
print(f”100℃ = {celsius_to_fahrenheit(100)}°F”)
# 小数点以下2桁で表示
print(f”36.5℃ = {celsius_to_fahrenheit(36.5, 2)}°F”)
0℃ = 32.0°F
25℃ = 77.0°F
100℃ = 212.0°F
36.5℃ = 97.7°F
🎯 このステップのまとめ
✅ 学んだこと
def で関数を定義できる引数 で関数に値を渡せるreturn で値を返せるデフォルト引数 で初期値を設定できる関数を使ってコードを整理・再利用できる
複数の戻り値を返すこともできる
printとreturnの違いを理解した
ドキュメント文字列で関数を説明できる
🎓 次のステップに進む前に
def文で関数を定義できますか？
引数を使って値を渡せますか？
returnで値を返せますか？
デフォルト引数を使えますか？
printとreturnの違いがわかりますか？
これらができたら、次のステップに進みましょう！
❓ よくある質問
Q1: 関数名にはどんな名前をつけるべきですか？
動詞 で始める名前が良いです。例えば、calculate_average（平均を計算する）、find_max（最大値を見つける）、convert_temperature（温度を変換する）など。何をする関数かわかりやすくしましょう。小文字とアンダースコアを使うのがPythonの慣習です。
Q2: printとreturnの違いは何ですか？
print は画面に表示するだけ（値は返さない）、return は値を返して他の計算に使えます。関数の結果を変数に入れたり、計算に使いたい場合はreturnを使いましょう。
Q3: returnの後のコードは実行されますか？
いいえ、returnに到達すると関数が終了 します。return以降のコードは実行されません。これを利用して、条件によって早めに関数を終了することもできます。
Q4: 関数の中で定義した変数は外で使えますか？
いいえ、関数の中で定義した変数はローカル変数 といって、関数の外では使えません。これを「スコープ（範囲）」といいます。関数の外で使いたい値は、returnで返す必要があります。
Q5: 引数はいくつでも受け取れますか？
はい、いくつでも受け取れます。ただし、引数が多すぎると使いにくくなります。一般的には3〜5個までが適切です。それ以上必要な場合は、リストや辞書にまとめて渡すことを検討しましょう。
Q6: returnは必須ですか？
いいえ、returnは省略できます。returnがない関数は、自動的にNoneを返します。画面に表示するだけの関数（printだけ）なら、returnは不要です。
Q7: 関数の中で別の関数を呼び出せますか？
はい、できます。関数の中で別の関数を呼び出すことは、とても一般的です。複雑な処理を小さな関数に分けることで、コードが読みやすくなります。
Q8: ドキュメント文字列は必要ですか？
必須ではありませんが、書くことを強く推奨 します。後で自分がコードを見返したとき、何をする関数かすぐにわかります。他の人がコードを読むときも役立ちます。
×
artnasekai
#artnasekai #学習メモ
