コンテンツにスキップ
CodeMDD.io | Coding Tutorials

Pythonのreturn値の使い方

[

Pythonのreturn文の使用方法とベストプラクティス

効果的にreturn文を使用することは、Pythonicなロバストなカスタム関数をコードするための基本的なスキルです。

このチュートリアルでは、次のことを学びます:

  • 関数での Pythonのreturn文 の使い方
  • 関数から 単一の値 または 複数の値 を返す方法
  • return文を使用する際に 観察するべきベストプラクティス

クイズを受ける: 対話型の「The Python return Statement」クイズであなたの知識をテストしましょう。完了すると、学習の進捗状況を追跡するためのスコアが表示されます。

クイズに参加する »

Python関数の基本

ほとんどのプログラミング言語では、具体的な計算を実行するコードブロックに名前を付けることができます。これらの名前付きのコードブロックは再利用が早く、コードのさまざまな場所からその名前を使用して呼び出すことができます。

プログラマーはこれらの名前付きのコードブロックを、サブルーチン、ルーチン、手続き、または関数と呼びます。

Pythonでは、「関数」として呼ばれることが一般的です。関数は、ある特定のタスクや計算を実行するための一連のステートメントをまとめたものです。

以下のコードは、Pythonでの基本的な関数の例です。

def greet():
    print("Hello, World!")


greet()  # 関数を呼び出す

この関数は、「Hello, World!」というメッセージを出力します。関数を定義するには、defキーワードを使用し、関数名を指定します。関数定義の最後には、コードブロックが続きます。関数を呼び出すには、関数名の後に括弧()を付けて呼び出します。

Pythonのreturn文の理解

関数が値を返す必要がある場合、return文を使用します。return文は、関数の中で直後に書かれることが一般的です。return文を使用することで、関数内の計算結果や処理結果を呼び出し元のコードに返すことができます。

以下のコードは、return文を使用して整数の二乗を計算し、結果を返す例です。

def square(x):
    return x ** 2


result = square(5)
print(result)  # 出力: 25

この関数は、引数xを受け取り、その値の二乗を計算して結果を返します。関数の呼び出し結果を変数resultに代入し、その値を出力しています。

return文で値を返すことにより、関数の結果を他の計算や処理に利用することができます。

return文の明示的な使用

return文を明示的に使用すると、関数の中で計算結果を明示的に指定することができます。以下のコードは、明示的なreturn文を使用して、整数の絶対値を計算し、結果を返す例です。

def absolute_value(x):
    if x < 0:
        return -x
    return x


result = absolute_value(-10)
print(result)  # 出力: 10

この関数は、引数xが負の場合は負の絶対値を、それ以外の場合はそのままの値を返します。return文をif文のブロック内で使用しているため、if文が真の場合は関数がそこで終了し、値が返されます。

return文の暗黙的な使用

return文は、関数内に現れるたびに実行を終了します。そのため、関数内で値を返さずに関数を終了させる場合は、return文を明示的に使用しなくてもかまいません。これを「暗黙的なreturn文」と呼びます。

以下のコードは、return文を明示的に書かずに関数を終了させる例です。

def greet():
    print("Hello, World!")
    # return文がないため、関数はここで終了


greet()  # 関数を呼び出す

この関数は、print関数を使用して「Hello, World!」というメッセージを出力しますが、return文がないため、関数はここで終了します。

暗黙的なreturn文を使用する場合は、関数内の処理が完了してから関数が終了することを確認する必要があります。また、関数が値を返さない場合は、呼び出し元のコードもそれを想定して書く必要があります。

戻り値の印刷と返却の比較

return文を使用すると関数の結果を呼び出し元のコードに返すことができますが、端末上に値を表示するだけならば、print文を使用することもできます。

以下のコードは、return文とprint文を使用した関数の例です。

def square_return(x):
    return x ** 2


def square_print(x):
    print(x ** 2)


result_return = square_return(5)
result_print = square_print(5)


print(result_return)  # 出力: 25
print(result_print)   # 出力: None

square_return関数では、return文を使用して2乗の計算結果を返しています。これに対して、square_print関数ではprint文を使用して計算結果を表示しています。

関数を呼び出した結果、square_return関数では計算結果が変数result_returnに格納され、その結果が表示されます。一方、square_print関数では計算結果が直接出力されますが、何も返さないため変数result_printにはNoneが格納されます。

このように、return文は関数の結果を呼び出し元のコードに返し、表示だけを行う場合はprint文を使用することができます。

複数の値の返却

Pythonのreturn文を使用すると、関数から複数の値を返すこともできます。複数の値を返すには、return文にカンマで区切られた複数の値を指定します。

以下のコードは、return文を使用して複数の値を返す関数の例です。

def rectangle_dimensions(length, width):
    area = length * width
    perimeter = 2 * (length + width)
    return area, perimeter


area, perimeter = rectangle_dimensions(5, 3)
print(area)      # 出力: 15
print(perimeter) # 出力: 16

この関数は、引数として長さと幅を受け取り、面積と周囲長を計算して返します。return文の後にはカンマで区切られた複数の値があります。これにより、area変数に面積が、perimeter変数に周囲長が代入されます。

複数の値を返すことにより、関数からの結果を効率的かつ簡潔に取得することができます。

Pythonのreturn文の使用におけるベストプラクティス

Pythonのreturn文を使用する際にはいくつかのベストプラクティスを観察することが重要です。

Noneを明示的に返す

関数が値を返さない場合、return文を使用してNoneを明示的に返すことが推奨されます。これにより、関数が値を返したことを明示し、他のコードがそれを想定して処理を進めることができます。

以下のコードは、Noneを明示的に返す関数の例です。

def greet(name):
    if name:
        return f"Hello, {name}!"
    return None


result = greet("Alice")
print(result)  # 出力: Hello, Alice!


result = greet("")
print(result)  # 出力: None

この関数は、引数nameが空でない場合は「Hello, {name}!」というメッセージを返し、それ以外の場合はNoneを返します。空の文字列を引数として渡した場合、関数は明示的にNoneを返します。

戻り値を記憶しておく

関数の戻り値を使用する場合は、戻り値を適切な変数に代入しておくことが重要です。これにより、後の計算や処理で戻り値を使用することができます。

以下のコードは、戻り値を記憶しておく例です。

def calculate_sqrt(x):
    sqrt_value = x ** 0.5
    return sqrt_value


result = calculate_sqrt(16)
print(result)  # 出力: 4.0


result += 2
print(result)  # 出力: 6.0

この関数では、引数xの平方根を計算して結果を返します。関数を呼び出した結果は変数resultに代入され、その後の計算に使用されます。

戻り値を適切な変数に代入しておくことで、プログラムの可読性と保守性を向上させることができます。

複雑な式を避ける

return文の中で複雑な式を使うことはできますが、可読性が低下する可能性があります。複雑な式を避け、処理を分割して理解しやすくすることをお勧めします。

以下のコードは、複雑な式を避ける例です。

def calculate_sum(a, b):
    result = a + b
    return result


result = calculate_sum(5 + 3, 2 * 4)
print(result)  # 出力: 14

この関数は、引数aとbの合計を計算して結果を返します。return文の中では、単純な式を使用して結果を計算し、変数resultに代入しています。

複雑な式を使用すると、コードの理解が困難になる場合があるため、簡潔で理解しやすい式を使用することをお勧めします。

値を返すかグローバル変数を変更するか

関数が値を返す場合と、グローバル変数を変更する場合のどちらが適切かは、プログラムの要件によります。

値を返すことは、関数からの結果を取得するための一般的な方法です。これにより、関数の結果を他の計算や処理に効果的に使用することができます。

一方、グローバル変数を変更することは、関数がプログラム内で状態を管理するための一般的な方法です。グローバル変数を変更する場合は、変数のスコープや関数の影響範囲に注意する必要があります。

プログラムの要件に合わせて戻り値を使用するか、グローバル変数を変更するかを選択してください。

条件文でreturnを使用する

return文は、条件文と組み合わせて使用することができます。条件が満たされた場合にreturn文を使用することで、関数の実行を終了することができます。

以下のコードは、条件文でreturn文を使用する例です。

def check_even_or_odd(number):
    if number % 2 == 0:
        return "Even"
    else:
        return "Odd"


result = check_even_or_odd(7)
print(result)  # 出力: Odd

この関数は、引数numberが偶数か奇数かを判定します。numberが偶数の場合は、return文を使用して”Even”を返し、その他の場合は”Odd”を返します。

条件が満たされると直ちに関数が終了するため、無駄な処理を避けることができます。

TrueまたはFalseを返す

return文は、条件文の結果としてTrueまたはFalseを返すこともできます。TrueまたはFalseは、論理値や条件の結果を表すために使用されます。

以下のコードは、return文でTrueまたはFalseを返す関数の例です。

def is_even(number):
    if number % 2 == 0:
        return True
    else:
        return False


result = is_even(7)
print(result)  # 出力: False

この関数は、引数numberが偶数かどうかを判定します。numberが偶数の場合はTrueを返し、奇数の場合はFalseを返します。

TrueまたはFalseを返すことで、他の条件やプログラムの制御フローに応じて処理を制御することができます。

ループの短絡評価

return文を条件文の中に組み合わせることで、ループの短絡評価を行うことができます。条件が満たされた場合にreturn文を使用することで、ループを終了することができます。

以下のコードは、ループの短絡評価を行う例です。

def find_number(numbers):
    for number in numbers:
        if number == 5:
            return True
    return False


numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
result = find_number(numbers)
print(result)  # 出力: True

この関数は、引数numbers内の値が「5」であるかどうかを判定します。ループ内で値が「5」になった場合、return文を使用してTrueを返し、関数を終了します。ループが終了した結果、関数はFalseを返します。

条件が満たされるとループを短絡的に終了させることで、効率的なプログラムの実行を実現することができます。

デッドコードの認識

return文が実行されると、その直後に書かれたコードは実行されません。これを利用して、不要なコード（デッドコード）を削除することができます。

以下のコードは、デッドコードの削除の例です。

def is_negative(number):
    if number < 0:
        return True
    else:
        do_something()
        return False


result = is_negative(-5)
print(result)  # 出力: True

この関数は、引数numberが負の場合にTrueを返し、それ以外の場合はデッドコードとなるdo_something()をスキップしてFalseを返します。

不要なコードを削除することで、関数の処理をシンプルにし、実行時間を短縮することができます。

複数の名前付きオブジェクトを返す

return文を使用すると、複数の名前付きオブジェクトを返すこともできます。複数の値をカンマで区切って指定し、タプルやリストとして関数の結果を返すことができます。

以下のコードは、複数の名前付きオブジェクトを返す関数の例です。

def calculate_rectangle_dimensions(length, width):
    area = length * width
    perimeter = 2 * (length + width)
    return area, perimeter


result = calculate_rectangle_dimensions(5, 3)
print(result)  # 出力: (15, 16)

この関数は、引数として長さと幅を受け取り、面積と周囲長を計算してタプルとして返します。関数の呼び出し結果は変数resultに代入され、結果を表示しています。

複数の名前付きオブジェクトを返すことで、関数からの結果を一度に取得することができます。

関数の戻り値に関数を指定する: クロージャ

Pythonでは、関数の戻り値として関数を指定することもできます。このような戻り値を持つ関数をクロージャと呼びます。

クロージャは、外部関数のスコープから値を参照できる関数オブジェクトです。

以下のコードは、クロージャを返す関数の例です。

def add_number(x):
    def inner(y):
        return x + y
    return inner


add_5 = add_number(5)
result = add_5(10)
print(result)  # 出力: 15

この関数は、引数xを受け取り、内部関数innerを定義しています。内部関数innerは、外部関数add_numberのスコープから引数xを参照しています。関数add_numberは内部関数innerを返すため、外部関数のスコープからxの値を保持したクロージャを作成することができます。

クロージャを使用することで、関数のスコープから値を参照することができます。これは、高度なプログラミングテクニックやパターンに使用されることがあります。

関数の引数と戻り値: デコレータ

デコレータは、関数を変更するための高度なテクニックです。デコレータは、関数を引数として受け取り、それを変更したり拡張したりする関数です。デコレータの戻り値も関数です。

以下のコードは、デコレータを使用した関数の例です。

def uppercase_decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        result = func(*args, **kwargs)
        return result.upper()
    return wrapper


@uppercase_decorator
def greeting(name):
    return f"Hello, {name}!"


result = greeting("Alice")
print(result)  # 出力: HELLO, ALICE!

このコードでは、uppercase_decoratorというデコレータ関数を定義し、greeting関数にデコレータを適用しています。デコレータ関数は内部でwrapper関数を定義し、funcを呼び出してその結果を大文字に変換しています。

デコレータを使用することで、既存の関数に機能を追加したり修正したりすることができます。

ユーザー定義オブジェクトの返却: ファクトリーパターン

関数の戻り値として、ユーザー定義のオブジェクトを返すこともできます。このような戻り値を持つ関数は、ファクトリーパターンと呼ばれます。

ファクトリーパターンは、特定のクラスやオブジェクトのインスタンスを作成するためのメソッドや関数を提供します。

以下のコードは、ファクトリーパターンを使用した関数の例です。

class Rectangle:
    def __init__(self, length, width):
        self.length = length
        self.width = width


def create_rectangle(length, width):
    return Rectangle(length, width)


rectangle = create_rectangle(5, 3)
print(rectangle.length)  # 出力: 5
print(rectangle.width)   # 出力: 3

このコードでは、Rectangleクラスを定義し、create_rectangle関数でそのインスタンスを作成しています。create_rectangle関数は、引数の長さと幅を使用してRectangleオブジェクトを作成し、そのオブジェクトを返します。

ファクトリーパターンを使用することで、特定のクラスやオブジェクトのインスタンスの作成を効率的に行うことができます。

returnをtry ... finallyブロック内で使用する

try ... finallyブロックは、例外の発生有無にかかわらず必ず実行されるコードブロックです。return文をtry ... finallyブロック内で使用することで、関数の終了前に必要な処理を実行することができます。

以下のコードは、return文をtry ... finallyブロック内で使用する例です。

def open_and_read_file(file_path):
    try:
        file = open(file_path, "r")
        content = file.read()
        return content
    finally:
        file.close()


result = open_and_read_file("sample.txt")
print(result)

この関数は、引数file_pathで指定されたファイルを開き、その内容を返します。tryブロック内でファイルを開き、内容を読み取り、return文でその結果を返します。finallyブロックでは、ファイルを必ず閉じる処理が行われます。

return文をtry ... finallyブロック内で使用することで、関数の終了前に必要なクリーンアップ処理を実行することができます。

ジェネレータ関数でのreturnの使用

ジェネレータ関数は、イテレータを作成するための特殊な関数です。ジェネレータ関数では、ループを実行するたびに値を返すことができます。return文を使用してジェネレータ関数を終了することもできます。

以下のコードは、return文を使用したジェネレータ関数の例です。

def count_down(start):
    while start > 0:
        yield start
        start -= 1
    return "Countdown Finished"


for num in count_down(5):
    print(num)


# 出力:
# 5
# 4
# 3
# 2
# 1


result = count_down(3)
try:
    while True:
        print(next(result))
except StopIteration as e:
    print(e)


# 出力: Countdown Finished

この関数は、引数startから1までの数をデクリメントしながら値を返すジェネレータ関数です。yield文を使用して値を返し、return文を使用して関数を終了します。

ジェネレータ関数を使用することで、長いシーケンスや無限のシーケンスを簡潔に表現することができます。

まとめ

Pythonのreturn文は、関数が呼び出し元のコードに値を返すための重要なツールです。適切に使用することで、カスタム関数をPythonicでロバストな形で書くことができます。

このチュートリアルでは、Pythonのreturn文の使用方法とベストプラクティスを学びました。関数の戻り値の使用方法、return文の明示的な使用、複数の値の返却など、さまざまなトピックをカバーしています。

Pythonのreturn文を適切に使いこなすことで、より効果的な関数を書くことができます。自分自身のプログラムにreturn文を活用して、レベルアップしたPythonコードを書いてみましょう。