【Pythonの基礎知識】関数を使ってコードを整理しよう

関数は、Pythonにおける「処理のかたまり」です。複雑なコードを分かりやすく整理し、再利用可能にするために不可欠な要素です。この章では、関数の定義方法だけでなく、実務でありがちな用途別パターンや失敗しがちな設計ポイントまで解説します。

関数とは？コードを整理するための基本単位

関数は「定義→呼び出し」で処理をまとめるための手段です。このセクションでは、関数の役割とPythonにおける基本的な使い方を解説します。

関数の定義と呼び出しの基本構文

Pythonでは、関数を defで定義し、必要に応じて呼び出すことで処理を再利用できます。以下はその基本形です。

def greet():
    print("こんにちは")

greet()

【出力結果】

引数と戻り値の基本的な扱い方

関数には引数を渡すことができ、処理の結果を returnで返すことも可能です。これにより、より柔軟な処理が可能になります。

def add(a, b):
    return a + b

result = add(3, 5)
print(result)

【出力結果】

実務で使われる「処理のまとまり」例

関数は、データの変換、バリデーション、ログ出力など、特定の処理をひとまとまりとして管理するためによく使われます。以下は、ユーザーの入力を正規化する関数の例です。

def normalize_name(name):
    return name.strip().title()

raw_name = " yamada taro "
clean_name = normalize_name(raw_name)
print(clean_name)

【出力結果】

return文とNoneの扱いを正確に理解する

Python関数では、戻り値の扱いを誤ると意図しない結果を招きます。この章では、 returnと Noneの違いと注意点を明確にします。

returnあり／なし関数の挙動の違い

関数に return文があるかどうかで、返り値の扱いが変わります。明示的に返していない場合は、自動的に Noneが返されます。

def greet():
    print("こんにちは")

result = greet()
print(result)

【出力結果】

補足：多言語経験者が混乱しやすいポイント

Pythonにおける ifと elseの書き方は、C言語やJavaに慣れた人ほど「省略すると動作しないのでは？」と感じてしまうかもしれません。しかしPythonでは、 returnで処理を終了させる構文が一般的に使われています。

他言語から移行してきた場合には、 returnが処理を終了する構文であることと、 elseが省略可能である文化的背景を押さえておくと、Python独特の書き方にも戸惑わなくなります。

Noneが返るケースと活用の実際

returnなし＝ Noneになるだけでなく、明示的に return Noneと書くこともあります。これは「何も返さない」ことを明確に示したい場面で用います。

def check_age(age):
    if age < 0:
        return None
    return age >= 18

【出力結果（例）】

複数値の返却（タプル）の便利な使い方

Pythonでは、関数から複数の値を返すことができます。これはタプル形式で返され、変数への同時代入で展開できます。

def get_status():
    code = 200
    message = "OK"
    return code, message

status_code, status_message = get_status()
print(status_code)
print(status_message)

【出力結果】

引数の高度な使い方（デフォルト・可変長など）

Pythonの関数では、柔軟な引数指定が可能です。実務でよく使われる「デフォルト引数」「可変長引数」の正しい使い方を習得しましょう。

デフォルト引数の指定と注意点

デフォルト引数は、引数を省略したときに自動的に使われる値です。ただし、可変オブジェクト（リストや辞書など）をデフォルトにすると予期しない動作になることがあるため注意が必要です。

def greet(name="ゲスト"):
    print("こんにちは、" + name + "さん！")

greet()
greet("佐藤")

【出力結果】

*args / **kwargs の意味と使い所

*argsは位置引数をタプルで、 **kwargsはキーワード引数を辞書で受け取ります。可変な数の引数を受け取る柔軟な関数設計に役立ちます。

【*argsの例】

def print_args(*args):
    for arg in args:
        print(arg)

print_args("A", "B", "C")

【出力結果（*argsの例）】

【**kwargs の例】

def print_kwargs(**kwargs):
    for key, value in kwargs.items():
        print(f"{key} = {value}")

print_kwargs(name="佐藤", age=30)

【出力結果（**kwargs）】

補足：*args / **kwargs の混乱を回避するために

Pythonにおける *args と **kwargs は「戻り値」ではなく「引数の受け取り方」です。見た目がリストや辞書に似ているため混乱しやすいですが、関数定義時の引数として使われる点に注意が必要です。

• *args：可変長の位置引数。関数内では「タプル」として扱われます。
• **kwargs：可変長のキーワード引数。関数内では「辞書」として扱われます。

具体例で確認しましょう。

このサンプルでは、関数定義と実行結果を一つにまとめています。複数の位置引数やキーワード引数をどのように受け取るか、具体的に確認してみましょう。

# *args（複数の位置引数をまとめて受け取る）
def print_args(*args):
    print("argsの中身:", args)

print_args("A")
# 出力: argsの中身: ('A',)

print_args("A", "B")
# 出力: argsの中身: ('A', 'B')

# **kwargs（複数のキーワード引数をまとめて受け取る）
def print_kwargs(**kwargs):
    print("kwargsの中身:", kwargs)

print_kwargs(role="admin")
# 出力: kwargsの中身: {'role': 'admin'}

print_kwargs(name="Alice", age=30)
# 出力: kwargsの中身: {'name': 'Alice', 'age': 30}

このように、 *args は「順番に渡された値」、 **kwargs は「名前付きで渡された値」をそれぞれタプル・辞書として受け取ります。

なお、 *args や **kwargs で受け取った値は、それぞれ受け取った形式と一致する構造（タプル・辞書）でそのまま返却されるため、処理側での扱いが非常に明確になります。

引数が1つだけの場合でも、 *args はタプルとして扱われるため、以下のようにアクセス可能です。

result = sample_args(100)
print(result[0])
# → 100

見た目や挙動はリストに近いですが、 *args はあくまでタプル、 **kwargs は辞書であるという点を押さえておきましょう。

実務におけるテンプレート関数例

可変引数やデフォルト値を活用すれば、より汎用性の高いテンプレート関数が作れます。以下はログ出力関数の簡易版です。

def log(message, level="INFO", **meta):
    print(f"[{level}] {message}")
    if meta:
        print("詳細情報:", meta)

log("処理開始")
log("ファイル未発見", level="ERROR", path="/tmp/data.csv", retry=True)

【出力結果】

Javaとの比較で理解する *args / **kwargs

Pythonの *args および **kwargs の概念は、Javaで言えば ArrayList や HashMap によく似ています。特に、引数の受け取り方や柔軟性という観点で対比できます。

✔ Javaのコード例

public void printArgs(ArrayList<String> args) {
    for (String arg : args) {
        System.out.println(arg);
    }
}

public void printKwargs(HashMap<String, String> kwargs) {
    for (String key : kwargs.keySet()) {
        System.out.println(key + ": " + kwargs.get(key));
    }
}

✔ Pythonのコード例

def show_args(*args):
    for arg in args:
        print(arg)

def show_kwargs(**kwargs):
    for key, value in kwargs.items():
        print(f"{key}: {value}")

このように、Pythonでは関数呼び出しの柔軟性が非常に高く、Javaのように明示的な型指定が不要な分、設計と意図を明確にしておく必要があります。

関数設計でありがちなミスとその対策

関数をうまく使えていないと、逆に可読性が下がります。この章では、実際に起きやすい失敗とその予防策を紹介します。

処理の分けすぎ／分けなさすぎ問題

関数を細かく分けすぎると処理の流れが追いにくくなり、逆にまとめすぎると責務が不明確になります。適切な粒度の見極めが重要です。

# NG: 小さく分けすぎた例
def step1():
    print("入力受け取り")
def step2():
    print("検証")
def step3():
    print("保存処理")

# NG: 一括処理しすぎた例
def process():
    input_data = input()
    if not input_data:
        return
    save(input_data)

関数名・引数名の命名で混乱が起きる例

関数や引数の命名が曖昧だと、コードの意図が読み取りづらくなります。特に「do」「process」などの抽象名は避けましょう。

# NGな命名
def do(data):
    return True if data else False

# OKな命名
def is_valid_user_input(user_input):
    return bool(user_input)

再利用性を高めるための関数分割ルール

再利用性の高い関数は「1つの役割」「特定の入力と出力」「依存が少ない」ことが特徴です。設計段階で責務と範囲を見直しましょう。

• 関数は1アクション＝1責務にする
• 特定の変数に依存しない（外部変数ではなく引数を使う）
• 処理の順序が依存しないよう、引数の順番にも注意する

「責務（せきむ）」という言葉は、もともと法律や会計の世界で「義務・責任・やるべき仕事」って意味で使われてたんだけど、プログラミングの世界では「その関数（やクラス）が担当する役割や目的」という意味で転用されています。

# 再利用しやすい例
def calculate_discount(price, rate):
    return price * (1 - rate)

まとめ｜「使える関数」が設計の土台になる

関数は「とりあえず定義」するものではなく、「読みやすく、使いやすく、再利用しやすく」を意識することで真価を発揮します。次章では、さらに大きな構造を扱う「エラー処理」へ進みます。

この記事を読んだら、次は「【Pythonの基礎知識】try-exceptで学ぶPythonの例外処理」の使い方に進むのがおすすめです。

Beエンジニア

【Pythonの基礎知識】try-exceptで学ぶPythonの例外処理

https://www.pmi-sfbac.org/python-basic-06-error-handling

Pythonを学んでいく中で、必ず直面するのが「エラー処理」です。特に例外処理の基本であるtry-except構文は、プログラムを安全に実行するために欠かせません。この記事では、初心者がつまずきやすいポイントを中心に、例外処理の考え方と正しい使い方を整理します。 エラー処理とは？なぜ必要なのかコードは必ず「うまくいかない場面」に遭遇します。例外処理は、それに備えてプログラムの安定性を保つ手段です。文法エラーと実行時エラーの違いPythonでは、プログラムの実行前に発見される文法エラー（SyntaxError）と、実行中に発生...