[Python] 함수 (Function)

<목차>

 

파이썬에서의 함수에 대해서 자세히 알아보자!!

 

<Function vs Method>

 

<일급 객체(First-class Object)>

파이썬에서 함수는 일급 객체(First-class Object)로 불린다. 

C언어에서는 포인터가 일급 객체로 불린다. 

 

<함수를 식별자로 쓸 수 있다.>

함수의 인자로 함수를 넣을 수 있다. 

def answer():
	print(42)

def run_something(func):
	func()

run_something(answer) # answer 함수 객체를 넘긴다.

run_something(answer()) # answer 함수의 반환값을 넘긴다. (None)

 

함수의 인자로 함수, 그 함수의 인자까지 넣을 수 있다. 

def add_args(arg1, arg2):
	print(arg1 + arg2)

def run_something_with_args(func, arg1, arg2):
	func(arg1, arg2)
    
def run_something_with_args(add_args, 5, 9)

 

함수의 인자로 가변 인자를 넣을 수 있다. 

def sum_args(*args):
	return sum(args)

def run_with_positional_args(func, *args):
	return func(*args)

run_with_positional_args(sum_args, 1, 2, 3, 4)

 

<독스트링(docstring)>

파이썬에서는 가독성을 매우 중요시 여긴다. 

 

함수 바디 시작 부분에 문자열을 포함시켜 함수 정의에 문서를 붙일 수 있다. 

 

<메인함수>

 

if __name__ == "__main__":
	main()

 

모듈(module)에서 가장 먼저 찾고자 하는 함수 = __main__

 

클래스(class)서 가장 먼저 찾고자 하는 함수 = __init__

 

 

<내부 함수 / 익명 함수>

몰라도 코드 작성 시 문제되는 부분은 없다. 하지만 알아두면 코드를 효율적으로 작성할 수 있다. 

 

내부(inner) 함수

외부 함수의 인수 및 변수를 사용할 수 있다. 

반복문이나 코드 중복을 피하고자 사용한다. 

def knights2(saying):
	def inner2():
    	return "We are the knights who say : '%S'" % saying
    return inner2

 

파이썬 = 절차형 언어, 선언형 언어

R = 함수형 언어

Programming paradigm - Wikipedia

Programming paradigm - Wikipedia

 

클로저(closure)

내부 함수가 정의된 스코프에서 외부 함수의 변수를 활용할 수 있다. 

함수형 언어에서 나온 기능이다. 

- nonlocal

 

익명 함수(anonymous function, lambda function, lamda expression)

프로그램 내부 루틴의 공간적 요소를 효율적으로 개선 가능하다. 

 

 

<제너레이터(Generator)>

제너레이터는 시퀀스를 생성하는 객체이다. 

함수도 객체다!! 제너레이터도 객체다!!

 

전체 시퀀스를 한번에 메모리에 생성하고 정렬할 필요 없이, 잠재적으로 아주 큰 시퀀스를 순회할 수 있다. 

- 전체를 몰라도 next()를 타고가면서 순회할 수 있다. 

 

return 문으로 값을 반환하지 않고 yield 문으로 값을 반환한다. 

- return : 코드 실행의 제어 루틴이 바로 전환된다. 

- yield : 비동기 처럼 동작한다. 추가 작업을 할 수 있다. 

 

def my_range(first=0, last=10, step=1):
	number = first
	while number < last:
		yield number
		number += step

 

type(my_range)

Out[3]: function

 

ranger = my_range(1, 5)

type(ranger)

Out[7]: generator

ranger

Out[9]: <generator object my_range at 0x00000144374B0C80>

 

ranger 제너레이터의 경우 한번만 사용 가능하다. 한번 순회를 돌고 나면 끝!!

- 다시 사용하고 싶으면 my_range(1, 5)로 다시 만들어 주어야한다. 

for x in ranger:
    print(x)
    
1
2
3
4

 

제너레이터 컴프리헨션

genobj = (pair for pair in zip(['a','b'], ['1', '2']))

genobj

Out[12]: <generator object <genexpr> at 0x00000144374F4200>

 

for thing in genobj:
	print(thing)
    
('a', '1')
('b', '2')

 

<데코레이터(decorator)>

하나의 함수를 취해서 또 다른 함수를 반환한다. 

 

- 사용하고 있는 함수를 코드의 수정 없이 변경 가능하게 한다. 

- 기존 프로그래밍 언어의 override와 비슷해보이지만 다르게 동작한다. 

 

add_inits 함수를 변경해보자!!

def add_ints(a, b):
	return a + b
    
add_ints(3, 5)

Out[17]: 8

 

① 데코레이터 생성

def document_it(func):
	def new_function(*args, **kwargs):
		print(f'Running function: {func.__name__}')
		print(f'Positional arguments: {args}')
		print(f'Keyword arguments: {kwargs}')
		result = func(*args, **kwargs)
		print(f'Result: {result}')
		return result
	return new_function

 

② 데코레이터 수동 할당 및 실행

cooler_add_ints = document_it(add_ints)

cooler_add_ints(3, 5)

Running function: add_ints
Positional arguments: (3, 5)
Keyword arguments: {}
Result: 8
Out[19]: 8

 

③ 어노테이션을 붙여서 데코레이터를 자동 할당할 수 있다. 

@document_it
def add_ints(a, b):
	return a + b
    
add_ints(3,5)

Running function: add_ints
Positional arguments: (3, 5)
Keyword arguments: {}
Result: 8
Out[21]: 8

 

④ 두개의 데코레이터를 동시에 할당할 수 있다. 

- def와 가까운 순으로 데코레이터가 실행된다. 

def square_it(func):
    def new_function(*args, **kwargs):
        result = func(*args, **kwargs)
        return result * result
    return new_function
    
@document_it
@square_it
def add_inits(a, b):
    return a + b
    
add_inits(3, 5)

Running function: new_function
Positional arguments: (3, 5)
Keyword arguments: {}
Result: 64
Out[24]: 64

 

- 두 데코레이터의 순서를 바꿀 경우 결과 값은 64로 같지만 그 중간 과정이 바뀐다. 

@square_it
@document_it
def add_inits(a, b):
    return a + b
    
add_inits(3, 5)

Running function: add_inits
Positional arguments: (3, 5)
Keyword arguments: {}
Result: 8
Out[26]: 64

 

 

<네임스페이스 / 스코프>

네임스페이스

 

스코프

클로저를 이해할 경우 4계층으로도 나눠서 생각할 수 있다. 

- enclosing scopes

 

<재귀함수>

대상 함수가 자기 자신을 다시 호출하는 함수이다. 

 

- 함수 종료 구간을 반드시 명시해야한다.

- 문제를 분해할 수 있도록 작성해야한다. 

 

def factorial(n):
    if n == 1:  # n이 1일 때
        return 1  # 1을 반환하고 재귀호출을 끝냄
    return n * factorial(n - 1)  # n과 factorial 함수에 n - 1을 넣어서 반환된 값을 곱함
    
print(factorial(5))

120

 

def hello():
    print('Hello, world!')
    hello()
    
hello()

# 종료구간을 설정해주지 않으면 재귀함수가 계속 돌다가 에러를 방생 시킴
RecursionError: maximum recursion depth exceeded while calling a Python object

 

sys 라이브러리를 이용하여 재귀함수의 제한을 확인할 수 있으며 설정할 수도 있다. 

import sys

sys.getrecursionlimit() # get limit

Out[32]: 3000

sys.setrecursionlimit(1500) # set limit

 

flatten() 함수

"리스트의 리스트"와 같은 복잡한 데이터를 모두 같은 레벨의 리스트로 "평평하게" 만들어준다. 

def flatten(lol):
    for item in lol:
        if isinstance(item, list):
            for subitem in flatten(item):
                yield subitem
        else:
            yield item
            
lol = [1, 2, [3, [4, 5, [6, 7, 8], 9, 10], [11, 12], [13, [14, 15], 16], 17], 18, [19, 20]]

flatten(lol)

Out[40]: <generator object flatten at 0x00000144374B0C10>

list(flatten(lol)) # generator의 값을 확인하고 싶을 경우 list로 바꿔서 사용

Out[41]: [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20]

 

<예외(syntax errors / exceptions)>

일부 언어에서 에러는 특수 함수의 반환값으로 다룬다. 

 

파이썬에서는 예외가 발생할 경우 실행되지 않는다. 

short_list = [1, 2, 3]
position = 5
short_list[position]

IndexError: list index out of range

 

① 에러 처리하기 : try, except

- 두 개 이상의 예외 타입이 발생하면 별도의 예외 핸들러(exept)를 제공하는 것이 가장 좋은 방법이다. 

 

except [에외 타입] as [이름] 으로 예외 객체를 확인할 수도 있다. 

short_list = [1, 2, 3]

while True:
	value = input("Position [q to quit]?")
	if value == 'q':
		break
	try:
		position = int(value)
		print(short_list[position])
	except IndexError as err:
		print(f"Bad index: {position}")
	except Exception as other:
		print(f"Something else broke: {other}")
        
Position [q to quit]?>? 1
2
Position [q to quit]?>? 2
3
Position [q to quit]?>? 3
Bad index: 3
Position [q to quit]?>? 4
Bad index: 4
Position [q to quit]?>? d
Something else broke: invalid literal for int() with base 10: 'd'
Position [q to quit]?>? q

 

② 예외 만들기 : raise

문자열에 대분자가 있을 때 예외를 발생시키는 UppercaseException 예외를 만들 수 있다. 

- 예외는 Exceptions 클래스를 상속받는 클래스이다. 

class UppercaseException(Exception):
	pass
    
words = ['eenie', 'meenie', 'miny', 'MO']

for word in words:
	if word.isupper():
		raise UppercaseException(word)
    
UppercaseException: MO # 우리가 생성한 예외가 발생한다.

 

③ 예외 처리를 마치고 나면 : finally

 

 

 

 

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ref.

- 2021 청년취업 아카데미 파이썬 수업

- 처음 시작하는 파이썬, 빌 누바노빅