[3팀/김규리] 5차시 파이썬 스터디 - 함수

5차시_함수_강의안

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5차시_함수_과제.docx

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*모든 출처는 도서 "데이터 과학을 위한 파이썬 프로그래밍"입니다*

 

#1. 함수 기초

💭 여러 명이 프로그램을 함께 개발할 때, 코드를 어떻게 작성하면 좋을까

 

• 필요한 부분 나누어 작성한 후 합치기

함수의 개념과 장점

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• 함수(function)?
  • 어떤 일 수행하기 위한 코드 덩어리 or 묶음
    • ex. 도형 넓이 구하는 프로그램 → 함수화하여 필요할 때마다 호출
• 함수의 장점
  • 필요할 때마다 호출 가능
    • 반복적 수행 업무할 때 유용
  • 논리적 단위로 분할 가능
    • ex. 도형 계산 프로그램
      • 곱셈하는 / 덧셈하는 / 나눗셈하는 …
  • 코드의 캡슐화
    • 인터페이스를 잘 정의함 → 타인이 이용가능
      • 인터페이스 정의? → 코드의 인풋과 아웃풋 명확히 함

함수의 선언

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• 선언 방법

def 함수 이름 (매개변수 1 ....):
		명령문 1
		명령문 2
			return <반환값>

 

• def : ‘definition’ → 함수 정의 시작!
• 함수 이름 : 자유롭게 지정 , but 규칙 존재
  • 소문자
  • 띄어쓰기할 때 언더바(_) 사용
  • 동사, 명사 함께 사용
    • ex. find_number
  • 외부 공개용 → 줄임말 사용 X, 명료한 이름 사용
• 매개변수(parameter): 함수에서 입력값으로 사용하는 변수, 1개 이상 값 적기 가능
• 명령문 : 반드시 들여쓰기 후 코드 입력, 수행할 코드는 지금가지 배운 코드와 동일
• 함수 선언 예시

def calculate_circle_area(r, pi):
		return r ** 2 * pi

 

• 함수 이름 : calculate_circle_area
• 매개변수 : r, pi
• 값 반환(return) : r**2*pi의 결과를 반환
• +) 반환?
  • ex. f(x) = x + 1 → f(1) = 2
  • 함수 f(x)에서 x에 1이 들어가면 2가 반환되는 것
  • 결과값이라고 생각하면 됨

함수의 실행 순서

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• 선언 후, 호출할 차례
• 코드

def calculate_rectanlge_area(x,y):
		return x * y

rectangle_x = 10
rectangle_y = 20
print("사각형 x의 길이:", rectangle_x)

print("사각형 y의 길이:", rectangle_y)

#넓이를구하는함수 호출
print("사각형의 넓이:", calculate_rectangle_area(rectangle_x, rectangle_y))

• 실행 화면

• 설명
  • 함수 정의된 부분은 실행되지 않음
  • 해당 코드를 메모리에 업로드 → 다른 코드 호출 사용 가능하도록 준비
  • 따라서 가장 먼저 함수 선업 코드 입력
  • 각 변수에 할당된 x,y 값이 매개변수가 됨

프로그래밍의 함수와 수학의 함수

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• f(x) = x + 1
• in 수학

• f(x) 와 g(x) 코드로 표현

def f(x):
	return 2 * x +7
def g(x):
		return x ** 2

x =2
print(f(x)+ g(x) + f(g(x)) + g(f(x))) 
#151

• f(x) → 11
• g(x) → 4
• f(g(x)) → 15
• g(f(x)) → 121
• +) 매개변수와 인수
  • 매개변수(parameter)
    • 어떤 변수 사용하는지 정의
    • 설계도
  • 인수(argument)
    • 실제 매개변수에 대입되는 값
    • 그 설계도로 지은 건물

  def f(x):
  		return 2*x + 7
  
  print(f(2))
  #11
  

  • def f(x):
    • ‘x’ → 매개변수
    • 어떤 변수 사용하는지 정의
  • f(2)
    • ‘2’ → 인수
  • 구분없이 사용하기도 함!

함수의 형태

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매개변수와 반환값(returnvalue)의 유무에 따라 네가지 형태 분류

• 매개변수 X & 반환값 X
  • 함수 내부 명령문만 수행
    • return 명령어 사용 X, 매개변수 입력 X

  def a_rectangle_area():
  		print(5 * 7)
  
  a_rectangle_area()
  #35
  

  • 입력값 X & 출력값 X
  • 함수 자체는 none 값을 가짐
    • 내부 함수인 print()로 인해 값 출력됨
• 매개변수 O & 반환값 X
  • 매개변수 활용 → 명령문만 수행

  def b_rectangle_area(x,y):
  	print(x * y)
  
  b_rectangle_area(5,7)
  #35

  • 마찬가지로 함수는 none으로 치환됨
    • 내부 함수 print()가 실행된 것
• 매개변수 X & 반환값 O
  • 매개변수 활용하지 않고, 명령문 수행 후 결과값 반환

  def c_rectangle_area():
  	return(5 * 7)
  
  print(c_rectangle_area())
  #35

  • 입력값 X & 출력값 O
  • 함수 호출할 때 print() 사용
    • 내부 함수 수행 시키는 것 X
    • return 문으로 35로 치환됨
• 매개변수 O & 반환값 O
  • 매개변수 활용 , 명령문 수행 후 결과값 반환

  def d_rectangle_area(x, y):
  	return(x * y)
  
  print(d_rectangle_area(3, 5))
  #35

  • return 있는 경우(반환값 있는 경우)
    • 해당 함수 호출하는 곳에 함수 반환값을 변수에 할당시켜 사용

    result = d_rectangle_area(3, 5)
    

#2. 함수 심화

함수의 호출 방식

---

• 변수 호출

def f(x): 
	y=x
	x=5
	return x*y

x=3
print(f(x))
#9
print(x)
#3

→ 내부의 x와 밖의 x는 다른 변수

• 함수가 변수 호출하는 방식

변수의 사용 범위

---

• 변수가 코드에서 사용되는 범위
• 함수 내부 or 프로그램 전체
• 고려할 변수 두 가지
  • 지역 변수(local variable): 함수 내부
  • 전역 변수(global variable): 프로그램 전체
• 변수 사용 방법
  • 잘못 사용한 경우

  def test(t):
  	print(x)
  	t = 20
  	print('in function :',t)
  
  x = 3
  test(x)
  #10
  #in function : 20
  
  print('in main :',x)
  #10
  
  print('in main :',t)
  #error

  • 신경 쓸 변수 → x, t
    • test(x)의 x
      • 10
      • 전역 변수
    • 내부의 t
      • 지역 변수
      • error 발생
      
  • 지역 변수(local variable)
    • 동일한 s가 아닌 다른 메모리 주소를 가진 서로 다른 변수
      • ‘I love Paris’로 s값을 변경해도 내부의 ‘I love London’이 출력됨!
  • def f(): s = 'I love London' print(s) s = 'I love Paris' f() #I love London print(s) #I love Paris
• 전역 변수(global variable)

#함수 정의
def add(x,y):
	total = x + y #total -> 지역변수
	print('in function')
	print('a:',str(a), "b:", str(b), "a + b:", str(a + b), "total:", str(total))
	return total

#전역 변수 선언 a, b, total
a = 3
b = 5
total = 0

#정의 함수 사용 X
print('in program -1')
print('a:',str(a), "b:", str(b), "a + b:", str(a + b))

#정의한 함수 사용
sum = add(a,b)
print("After Calculation")
printC'Total', str(total), " Sum:", str(sum))

• 실행 화면

변수의 사용 범위

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• 변수가 코드에서 사용되는 범위
• 함수 내부 or 프로그램 전체
• 고려할 변수 두 가지
  • 지역 변수(local variable): 함수 내부
  • 전역 변수(global variable): 프로그램 전체
• 변수 사용 방법
  • 잘못 사용한 경우

  def test(t):
  	print(x)
  	t = 20
  	print('in function :',t)
  
  x = 3
  test(x)
  #10
  #in function : 20
  
  print('in main :',x)
  #10
  
  print('in main :',t)
  #error

  • 신경 쓸 변수 → x, t
    • test(x)의 x
      • 10
      • 전역 변수
    • 내부의 t
      • 지역 변수
      • error 발생
      
  • 지역 변수(local variable)
    • 동일한 s가 아닌 다른 메모리 주소를 가진 서로 다른 변수
      • ‘I love Paris’로 s값을 변경해도 내부의 ‘I love London’이 출력됨!
  • def f(): s = 'I love London' print(s) s = 'I love Paris' f() #I love London print(s) #I love Paris
• 전역 변수(global variable)

#함수 정의
def add(x,y):
	total = x + y #total -> 지역변수
	print('in function')
	print('a:',str(a), "b:", str(b), "a + b:", str(a + b), "total:", str(total))
	return total

#전역 변수 선언 a, b, total
a = 3
b = 5
total = 0

#정의 함수 사용 X
print('in program -1')
print('a:',str(a), "b:", str(b), "a + b:", str(a + b))

#정의한 함수 사용
sum = add(a,b)
print("After Calculation")
printC'Total', str(total), " Sum:", str(sum))

• 실행 화면

재귀 함수

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• 자기 자신 다시 호출
• 수학의 점화식과 같은 형태
  • n!
  • n! = n x (n-1)!
• 코드로 구현?

def factorial(n):
	if n == 1:
		return 1
	else:
		return n * factorial(n - 1) #재귀

print(factorial(int(input("Input Number for Factorial Calculation: "))))

#3. 함수의 인수

• 인수
  • 함수의 입력으로 들어가는 변수

키워드 인수

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• 함수에 입력되는 매개변수의 변수명 사용 → 함수 인수 지정

def print_name(my_name,your_name):
	print("Hello {0}, My name is {1}".format(your_name,my_name))

print_name(’kyuree', "TEAMLAB")
#Hello TEAMLAB, My name is kyuree

print_name(your_name = 'TEAMLAB',my_name = 'kyuree')
#Hello TEAMLAB, My name is kyuree

• print_name(’kyuree', "TEAMLAB")
  • ‘kyuree’ → my_name
  • ‘TEAMLAB’ → your_name
• print_name(your_name = 'TEAMLAB',my_name = 'kyuree')
  • 변수명 명시 → 해당 변수에 원하는 값 할당
  • 실행 결과 동일

디폴트 인수

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• 매개변수에 기본값 지정하여 사용
• 아무런 값도 입력되지 않을 대 기본값 사용

def print_name_2(my_name, your_name = "TEAMLAB"):
	print('Hello {0}, My name is {l}'.format(your_name, my_name)) 
		
print_name_2("kyuree", "TEAMLAB")
#Hello TEAMLAB, My name is kyuree

print_name_2("kyuree")
#Hello TEAMLAB, My name is kyuree

• def print_name_2(my_name, your_name = "TEAMLAB"):
  • your_name 매개변수에 기본값으로 ‘TEAMLAB’ 지정
  • 별도의 값 할당하지 않아도 작동
• 디폴트 인수 사용할 때 초깃값 입력해주기도 함
  • ex. 초깃값 : ‘0’
    • ‘init =0 ‘
    • ‘init = None’

가변 인수

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• 매개변수 개수 정하지 않을 때
  • 고객이 몇 개 물건 구매할지 모르는 마트 계산기에서 합산할 때
• 가변인수 → ***(asterisk)**로 표현
• • • 곱셈
    • 제곱 연산
    • 변수 묶어주는 가변 인수 만들 때

def asterisk_test(a,b,*args):
	return a + b +sum(args)

print(asterisk_test(1,2,3,4,5))
#15

• a,b 는 기본적으로 존재
  • 1, 2
• 나머지를 *args로 넘겨 받음
  • 3,4,5
• *args → 가변 인수
  • 가장 마지막으로 선언되어야 함

키워드 가변 인수

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• 가변 인수
  • 변수 순서대로 튜플 형태로 저장
  • 변수 이름 지정할 수 없다는 단점 존재
• 단점 보완한 것이 키워드 가변 인수!
• *args → **kwargs

def kwargs_test(**kwargs):
	print(kwargs)
	print("First value is {first}".format(**kwargs))
	print("Second value is {second}".format(**kwargs))
	print("Third value is {third}".format(**kwargs))

kwargs_test(first =3, second =4, third = 5)

• print(kwargs)
  • 키워드 인수 지정
    • kwargs_test(first =3, second =4, third = 5)
  • {’first’ :3, ‘second ‘: 4, ‘third:’: 5}
    • 딕셔너리 자료형 → 키와 값이 일대일 대응