Pythonの関数定義を完全攻略！初心者から実務まで一気通貫解説

この記事では、プログラミング言語PythonにおけるPythonの関数定義について、基本から応用まで、まるで手を取るように解説していきます。

プログラムを書いていると、何度も同じようなコードを書く場面が出てきますよね？そんなとき、関数を知っていると、コードがびっくりするほどスッキリして、開発効率もグンと上がるんです。

この記事を読めば、関数って何？どうやって作るの？どう使うのが賢いの？といった疑問が全部解消されるはず。

この記事で学べることリスト

• 関数の基本的な意味と作るメリット
• Pythonでの関数の正しい書き方（def文の使い方）
• 関数に値を渡す引数の使い方（位置引数、キーワード引数、デフォルト値）
• 関数から値を受け取る戻り値（return文）の使い方
• 変数が使える範囲を示すスコープの考え方
• 関数定義でよく起こるエラーと解決方法

Pythonの関数定義とはそもそも何？

Pythonの関数、なんだか難しそうに聞こえるかもしれませんね。でも、心配ご無用！関数とは、簡単に言うと「一連の処理をひとまとめにして名前をつけたもの」です。

イメージとしては、料理の「レシピ」に近いかもしれません。例えば「カレーを作る」というレシピ（関数）があれば、材料（データ）さえ渡せば、いつでも美味しいカレー（結果）を作れますよね？毎回イチから手順を考えなくてもOKなんです。

関数を作るメリットはたくさんあります。

• コードの再利用
  同じ処理を何度も書く必要がなくなり、関数を呼び出すだけで済むようになります。
• コードの可読性向上
  処理内容に関数名が付くので、何をしているのか分かりやすくなります。長いプログラムもスッキリ！
• 保守性の向上
  処理内容を変更したい場合、関数の定義部分だけを修正すればOK。修正漏れのリスクも減ります。

関数は、プログラムを整理整頓するための、いわば「魔法の整理箱」みたいなものだと考えてくださいね。

なぜPythonの関数定義が必要？コードが劇的に変わる理由

関数を使わなくてもプログラムは書けます。でも、関数を使わないと、ちょっと困ったことが起きるかもしれません。

例えば、同じ計算をプログラムのあちこちで３回行う必要があったとしましょう。

関数を使わない場合

# 計算1
result1 = 10 + 5
print(result1)

# ... いろんな処理 ...

# 計算2（計算1と同じ内容）
result2 = 10 + 5
print(result2)

# ... また別の処理 ...

# 計算3（計算1と同じ内容）
result3 = 10 + 5
print(result3)

これだと、もし計算式を「10 + 6」に変えたくなったら、３箇所すべてを修正しないといけません。うっかり修正し忘れると、バグの原因になっちゃいます。

関数を使う場合

# 関数を定義する
def add_numbers():
  result = 10 + 5
  print(result)

# 計算1
add_numbers()

# ... いろんな処理 ...

# 計算2
add_numbers()

# ... また別の処理 ...

# 計算3
add_numbers()

どうでしょう？関数を一度定義しておけば、あとは `add_numbers()` と呼び出すだけで同じ計算ができます。

もし計算式を「10 + 6」に変えたくなっても、関数定義の中の１行を修正するだけでOK！ コードも短く、見やすくなりましたよね？
これが、関数定義が必要な大きな理由です。コードが劇的に改善されるのを実感できるはず！

Pythonの関数定義の基本的な書き方defを使ってみよう

さあ、いよいよPythonで関数を定義する方法を見ていきましょう！
関数を定義するには、`def` というキーワードを使います。基本の形はこうです。

def 関数名():
    # ここに実行したい処理を書く (インデントを忘れずに！)
    処理1
    処理2

• `def` 関数の定義を開始することを示します。
• `関数名` あなたが自由につけられる関数の名前です。後でこの名前を使って関数を呼び出します。
• `()` このカッコの中に、後で説明する「引数」というものを書くことがあります。何も受け取らない場合は空にします。
• `:` コロンを忘れずにつけます。ここから関数の本体が始まる合図です。
• `インデントされた処理` `def`の行より一段右に字下げ（インデント）して、関数が行う処理を記述します。インデントされている範囲が関数の本体です。

まずは、この基本の形をしっかり覚えちゃいましょう！

最もシンプルな関数の定義と呼び出し方

まずは、引数も戻り値もない、一番シンプルな関数を作ってみましょう。
「Hello Python!」と表示するだけの関数 `say_hello` を定義して、呼び出してみます。

# 「Hello Python!」と表示する関数を定義
def say_hello():
    print("Hello Python!")

# 関数を呼び出す
print("関数を呼び出します。")
say_hello()
print("関数呼び出しが終わりました。")

表示結果

関数を呼び出します。
Hello Python!
関数呼び出しが終わりました。

どうですか？ `def say_hello():` で関数を定義し、 `say_hello()` でその関数を呼び出しています。

呼び出されたタイミングで、関数の中の `print("Hello Python!")` が実行されているのが分かりますね。これが関数定義と呼び出しの基本です。

関数定義の際の命名規則と注意点

関数に名前を付けるときには、いくつかルールと、分かりやすくするためのコツがあります。

命名規則（ルール）

• 使える文字 英字（大文字・小文字）、数字、アンダースコア `_`
• 始まりの文字 数字は使えません。英字かアンダースコアで始める必要があります。
• 予約語は使えない `def`, `if`, `for`, `class` など、Pythonが特別な意味で使っている単語（予約語）は関数名に使えません。
• 大文字・小文字の区別 `myfunction` と `myFunction` は違う関数名として扱われます。

分かりやすい名前を付けるコツ（推奨）

• スネークケースを使う
  単語と単語の間をアンダースコア `_` でつなぐ書き方です。（例 `calculate_total_price`）Pythonではこの書き方が一般的です。
• 動詞を含める
  関数が何をするのかを示す動詞を含めると分かりやすくなります。（例 `get_user_name`, `calculate_sum`, `print_report`）
• 具体的で分かりやすい名前
  `func1` や `a` のような名前ではなく、処理内容が推測できる名前をつけましょう。

注意点

• インデントは超大事！
  関数の処理内容は必ずインデント（通常は半角スペース4つ）してください。インデントがズレているとエラーになります。

分かりやすい名前を付けるのは、後で自分や他の人がコードを読んだときに、理解しやすくするためです。良い名前を付ける習慣を身につけましょう！

Pythonの関数定義における引数の使い方をマスター

先ほどの `say_hello` 関数は、いつ呼び出しても同じ「Hello Python!」と表示するだけでした。

でも、関数にデータを渡して、そのデータに応じた処理をさせたい場面がたくさんあります。
例えば、挨拶する相手の名前を変えたい、計算する数値を変えたい、などなど。
そんな時に使うのが「引数（ひきすう）」です！

引数とは、関数を呼び出すときに、関数に渡す値のことです。
関数を定義するときに、「この関数はこういう値を受け取りますよ」と宣言しておきます。

def 関数名(仮引数1, 仮引数2):
    # 仮引数1 や 仮引数2 を使った処理
    処理

• 仮引数（かりひきすう） 関数定義の `()` の中に書く変数名です。関数の中で、呼び出し元から渡された値を受け取るために使います。

そして、関数を呼び出すときには、この仮引数に対応する値を渡します。

関数名(実引数1, 実引数2)

• 実引数（じつひきすう） 関数呼び出しの `()` の中に書く、実際に渡す値や変数のことです。

言葉だけだと分かりにくいので、具体的な例を見ていきましょう！

引数あり関数の定義と呼び出し方

では、名前を引数として受け取り、「こんにちは、〇〇さん！」と表示する関数 `greet` を作ってみましょう。

# 名前を受け取って挨拶する関数を定義
def greet(name): # name が仮引数
    print(f"こんにちは、{name}さん！")

# 関数を呼び出す（引数を渡す）
greet("太郎")   # "太郎" が実引数
greet("花子")   # "花子" が実引数

表示結果

こんにちは、太郎さん！
こんにちは、花子さん！

関数 `greet` は `name` という仮引数を一つ受け取るように定義されています。
`greet("太郎")` と呼び出すと、 `"太郎"` という実引数が `name` に渡され、関数の中では `name` が `"太郎"` として扱われます。

`greet("花子")` の場合も同様に `name` が `"花子"` になります。
このように、引数を使うことで、関数に渡す値を変えて、処理の内容を柔軟に変えることができますね！

複数の引数を受け取ることもできます。カンマ `,` で区切って定義します。

# 2つの数値を受け取って合計を表示する関数
def add_two_numbers(num1, num2): # num1, num2 が仮引数
    total = num1 + num2
    print(f"{num1} と {num2} の合計は {total} です。")

# 関数を呼び出す
add_two_numbers(5, 3)      # 5と3を渡す
add_two_numbers(100, 200)  # 100と200を渡す

表示結果

5 と 3 の合計は 8 です。
100 と 200 の合計は 300 です。

位置引数とキーワード引数の違いと使い分け

関数に引数を渡す方法には、主に2種類あります。「位置引数」と「キーワード引数」です。

• 位置引数
  引数を渡す順番で、どの仮引数に対応するか決まります。これまで見てきた例はすべて位置引数です。
• キーワード引数
  `仮引数名=値` という形で、どの仮引数にどの値を渡すか名前で指定します。

先ほどの `add_two_numbers` 関数を例に見てみましょう。

位置引数での呼び出し（これまでと同じ）

add_two_numbers(5, 3) # 1番目の5がnum1に、2番目の3がnum2に渡される

キーワード引数での呼び出し

add_two_numbers(num1=5, num2=3) # num1に5、num2に3を渡す
add_two_numbers(num2=3, num1=5) # 順番を変えてもOK！num1に5、num2に3を渡す

キーワード引数のメリットは、

• 引数の順番を気にしなくてよい。
• どの引数にどの値が渡されているか、コードが分かりやすくなる。

という点です。特に引数が多い関数を呼び出すときは、キーワード引数を使うと、コードの可読性が格段に向上します。

使い分けの目安

• 引数が少ない（1～2個）場合は、位置引数でも分かりやすいことが多いです。
• 引数が3個以上ある場合や、引数の意味が名前を見ないと分かりにくい場合は、キーワード引数の使用を検討しましょう。

両方を混ぜて使うこともできますが、その場合は位置引数を先に書き、その後にキーワード引数を書く必要があります。

# OKな例
# def func(a, b, c): ...
# func(10, c=30, b=20)

# NGな例（キーワード引数の後に位置引数は書けない）
# func(a=10, 20, 30) --> エラーになる

デフォルト引数値を設定する方法

関数を呼び出すときに、毎回同じ値を指定することが多い引数ってありますよね。
そんなときには、関数を定義する際に「デフォルト引数値」を設定しておくと便利です。

デフォルト引数値とは、関数呼び出し時にその引数が省略された場合に、自動的に使われる値のことです。

定義の仕方は、仮引数名の後に `=デフォルト値` を付けます。

def 関数名(引数1, 引数2=デフォルト値):
    # 処理
    pass

例として、挨拶する関数 `greet` で、敬称をオプションとして付けられるようにし、デフォルトでは「さん」を使うようにしてみましょう。

# 敬称のデフォルト値を「さん」にした挨拶関数
def greet_with_title(name, title="さん"): # titleのデフォルト値を設定
    print(f"こんにちは、{name}{title}！")

# 関数を呼び出す
greet_with_title("太郎")          # titleを省略 → デフォルト値「さん」が使われる
greet_with_title("花子", "様")     # titleを指定 → 指定した「様」が使われる
greet_with_title("健太", "くん")  # titleを指定 → 指定した「くん」が使われる

表示結果

こんにちは、太郎さん！
こんにちは、花子様！
こんにちは、健太くん！

`greet_with_title("太郎")` の呼び出しでは、`title` 引数が省略されていますが、デフォルト値の「さん」が自動的に使われていますね。

このように、デフォルト引数を設定しておくと、よく使う値の場合は引数を省略できて、呼び出しがシンプルになります。

注意点

デフォルト引数を設定する仮引数は、設定しない仮引数よりも後ろに書く必要があります。

# OKな例
def func(a, b=10, c=20): pass

# NGな例（デフォルト値ありの引数の後に、なしの引数は書けない）
# def func(a=10, b, c=20): pass --> エラーになる

Pythonの関数定義で戻り値returnを理解する

これまでの関数は、計算結果などを `print()` で表示するだけでした。

でも、関数で計算した結果を、関数の外で変数に保存したり、別の計算に使ったりしたい場合がありますよね。

そんなときに使うのが「戻り値（もどりち）」と`return`文です！

戻り値とは、関数が処理を終えた後に、呼び出し元（関数を呼び出した場所）に返す値のことです。

関数内で `return 値` と書くと、その値が関数の戻り値となります。

def 関数名(引数):
    # 何かの処理...
    計算結果 = ...
    return 計算結果 # この値が関数の呼び出し元に返される

`return` 文が実行されると、その時点で関数の処理は終了し、値が返されます。`return` 文の後に関数の処理が書かれていても、それは実行されません。

もし関数内で `return` 文が実行されない場合（`return` がない関数、または条件分岐などで `return` を通らなかった場合）、関数は特別な値 `None` を返します。`None` は「何もない」ことを表す値です。

戻り値あり関数の定義と使い方

では、2つの数値を受け取って、その合計を戻り値として返す関数 `calculate_sum` を作ってみましょう。

# 2つの数値の合計を返す関数
def calculate_sum(num1, num2):
    total = num1 + num2
    return total # 計算結果 total を戻り値として返す

# 関数を呼び出して、戻り値を受け取る
result = calculate_sum(15, 8) # 戻り値が変数 result に代入される
print(f"15と8の合計は {result} です。")

# 戻り値を直接別の処理に使うこともできる
another_result = calculate_sum(10, 5) * 2 # 戻り値(15)を2倍する
print(f"10と5の合計の2倍は {another_result} です。")

表示結果

15と8の合計は 23 です。
10と5の合計の2倍は 30 です。

`calculate_sum(15, 8)` を呼び出すと、関数内で計算された合計 `23` が `return` され、変数 `result` に代入されていますね。

また、`calculate_sum(10, 5)` の戻り値 `15` を直接 `* 2` の計算に使っている例もあります。

このように、`return` を使うことで、関数の処理結果を外で活用できるようになります！これが戻り値の大きな利点です。

複数の値を返す方法タプルやリストを活用

関数から返したい値が一つだけとは限りませんよね。例えば、計算結果と、計算が成功したかどうかのフラグを両方返したい、なんてことも…。

Pythonの関数では、`return` で複数の値を同時に返すことができます！

やり方は簡単で、`return` の後に返したい値をカンマ `,` で区切って書くだけです。

def 関数名():
    値1 = ...
    値2 = ...
    return 値1, 値2

こうすると、関数はこれらの値を「タプル」というデータ型にまとめて返します。タプルは、複数の要素を順番に保持できる、カッコ `()` で囲まれたようなデータ型です（カッコは省略されることもあります）。

返された複数の値は、呼び出し元で複数の変数を使って、それぞれ受け取ることができます。

変数1, 変数2 = 関数名()

例として、2つの数値を受け取り、その合計と平均の両方を返す関数を作ってみましょう。

# 合計と平均を計算して両方返す関数
def calculate_sum_and_average(num1, num2):
    total = num1 + num2
    average = total / 2
    return total, average # 合計と平均をカンマ区切りで返す

# 関数を呼び出して、複数の戻り値を受け取る
sum_result, avg_result = calculate_sum_and_average(10, 20)

print(f"合計: {sum_result}")
print(f"平均: {avg_result}")

# タプルとして受け取ることもできる
result_tuple = calculate_sum_and_average(5, 15)
print(f"戻り値のタプル: {result_tuple}")
print(f"タプルの最初の要素（合計）: {result_tuple[0]}")

表示結果

合計: 30
平均: 15.0
戻り値のタプル: (20, 10.0)
タプルの最初の要素（合計）: 20

`return total, average` で合計と平均の2つの値が返され、`sum_result, avg_result = ...` のようにして、それぞれの変数で受け取れていますね。

リストなど、他の複数の要素を保持できるデータ型に入れて返すことも可能です。必要に応じて複数の結果をまとめて返せるのは、とても便利です。

Pythonの関数定義で気をつけるべきスコープとは

関数を使っていると、「あれ？この変数はどこで使えるんだっけ？」と疑問に思うことがあります。それを理解する鍵が「スコープ」です。

スコープとは、簡単に言うと「変数や関数名が参照（アクセス）できる有効範囲」のことです。
Pythonには主に2つのスコープがあります。

• ローカルスコープ
  関数の中で定義された変数（仮引数も含む）が持つスコープです。その変数は、基本的にその関数の中だけで有効で、関数の外からはアクセスできません。関数が終了すると、ローカル変数は消えてしまうイメージです。
• グローバルスコープ
  関数の外（プログラムのトップレベル）で定義された変数が持つスコープです。グローバル変数は、プログラムのどこからでもアクセスできます（ただし、推奨されない使い方もあります）。

簡単な例を見てみましょう。

# グローバルスコープ
global_var = "私はグローバル変数です"

def my_function():
    # ローカルスコープ
    local_var = "僕はローカル変数だよ"
    print(local_var)      # OK: 関数内からローカル変数にアクセス
    print(global_var)   # OK: 関数内からグローバル変数にアクセス

# 関数の呼び出し
my_function()

# 関数の外からアクセス
print(global_var)     # OK: グローバル変数にアクセス
# print(local_var)    # NG: これはエラーになる！関数の外からローカル変数にはアクセスできない

表示結果

僕はローカル変数だよ
私はグローバル変数です
私はグローバル変数です

このように、関数の中で定義した `local_var` は関数の外からは見えません。一方、外で定義した `global_var` は関数の中からも外からも見えますね。

注意点

• 関数内でグローバル変数の値を変更したい場合
  通常、関数内でグローバル変数と同じ名前の変数に値を代入しようとすると、それは新しいローカル変数が作られるだけです。もしグローバル変数の値を本当に変更したい場合は、関数内で `global 変数名` と宣言する必要があります。ただし、グローバル変数を関数内で変更するのは、プログラムの流れが分かりにくくなる原因になることが多いため、あまり推奨されません。
• 名前の衝突
  ローカル変数とグローバル変数で同じ名前を使うと、関数内ではローカル変数が優先されます。意図しない挙動を避けるため、分かりやすい変数名を使い分けるのが良いでしょう。

スコープを理解することは、変数が予期せぬ場所で使われたり、書き換えられたりするのを防ぐために、とても大事な考え方です。

Pythonの関数定義でよくあるエラーとその対処法

プログラミングにエラーはつきもの。関数を定義したり呼び出したりするときにも、初心者が遭遇しやすい典型的なエラーがあります。

慌てずに対処できるよう、よくあるエラーとその原因、対処法を知っておきましょう！

【エラー例1】 `NameError: name '関数名 or 変数名' is not defined`

• 原因1 関数を呼び出す前に、その関数を定義していない。
• 原因2 関数名や変数名のスペルを間違えている。
• 原因3 スコープ外の変数を使おうとしている（例 関数の外からローカル変数を使おうとした）。
• 対処法 定義が呼び出しより前にあるか確認する。スペルミスがないかよく確認する。変数のスコープを確認する。

【エラー例2】 `TypeError: 関数名() takes X positional arguments but Y were given`

• 原因 関数を呼び出すときに渡した引数の数（Y個）が、関数定義で要求されている引数の数（X個）と合っていない。
• 対処法 関数定義を確認し、正しい数の引数を渡しているかチェックする。デフォルト引数値の設定なども確認する。

【エラー例3】 `TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'` （演算子や型は状況による）

• 原因 関数に渡した引数のデータ型が、関数内の処理で想定されている型と違う。（例 数値の足し算を期待しているのに文字列を渡してしまった）
• 対処法 関数に渡す引数のデータ型が正しいか確認する。関数内で型チェックや型変換を行うことも検討する。

【エラー例4】 `IndentationError: expected an indented block`

• 原因 `def` 文の後や、`if`, `for` などの後に続くべき処理のインデント（字下げ）がない、またはズレている。
• 対処法 コロン `:` の次の行から、処理内容を正しくインデント（通常は半角スペース4つ）する。インデントが揃っているか確認する。

エラーメッセージは、問題解決のための大きなヒントです。

エラーメッセージをよく読んで、何が問題なのかを特定する練習をしましょう。最初は戸惑うかもしれませんが、慣れてくるとエラー解決もスムーズにできるようになりますよ！

【まとめ】Pythonの関数定義をマスターしよう

この記事では、Pythonの関数定義について、基本的な考え方から具体的な書き方、引数や戻り値の使い方、そして注意点まで一通り解説してきました。

今回のポイントまとめ

• 関数は処理をまとめたもの。コードの再利用性、可読性、保守性を高める。
• `def` キーワードで関数を定義する。インデントが命！
• 引数を使うと、関数にデータを渡して処理を変えられる（位置引数、キーワード引数、デフォルト引数）。
• `return` 文で、関数の処理結果を呼び出し元に返すことができる（戻り値）。複数の値も返せる。
• スコープ（ローカル、グローバル）を意識して、変数が使える範囲を理解しよう。
• エラーメッセージは怖くない！原因を探るヒントが詰まっている。

関数を使いこなせるようになると、Pythonプログラミングがもっと効率的に、そしてもっと楽しくなるはずです！

今回学んだことを活かして、ぜひあなたのコードに関数を積極的に取り入れてみてください。

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