関数の基礎

💡 関数定義の基本構文：

def 関数名(引数1, 引数2, ...):
    """docstring（説明文・省略可）"""
    # 処理
    return 戻り値

• 
  def（define の略）：関数を定義するキーワード
• 引数：関数に渡す入力値。なくても良い（def hello(): のように空欄にする）
• return：呼び出し元に値を返す。省略すると None を返す
• 関数本体はインデント（字下げ）で区別される

💡 docstring（関数の説明）：
def の直後に """説明""" と書くとドキュメント文字列（docstring）になります。 チームで使う関数には書く習慣をつけましょう。

def calc_bmi(weight, height):
    """BMIを計算して返す。
    引数:
        weight (float): 体重（kg）
        height (float): 身長（m）
    戻り値:
        float: BMI値
    """
    return weight / height ** 2

help(calc_bmi)  # docstring を表示できる（上のセルで定義後に試してみよう）

💡 デフォルト引数とキーワード引数の違い：

def greet(name, greeting="こんにちは"):   # greeting はデフォルト引数
    print(f"{greeting}、{name}さん")

greet("田中")                     # → "こんにちは、田中さん"（デフォルト使用）
greet("鈴木", greeting="おはよう") # → "おはよう、鈴木さん"（キーワード引数で上書き）
greet(greeting="さようなら", name="佐藤") # → 順序を変えてもOK

⚠ デフォルト引数の注意点（リスト・辞書を使うのは危険）：
デフォルト引数は関数定義時に1回だけ作られるため、 リストや辞書をデフォルトにすると全呼び出しで同じオブジェクトを共有してしまいます。

# NG: デフォルト引数にリストを使う（バグになる）
def add_item(x, result=[]):   # この [] は関数定義時に1回だけ作られる
    result.append(x)
    return result

print(add_item(1))  # → [1]
print(add_item(2))  # → [1, 2]  ← 前回の結果が残っている！
print(add_item(3))  # → [1, 2, 3]

# OK: None をデフォルトにして、関数内で初期化する
def add_item_safe(x, result=None):
    if result is None:
        result = []   # 毎回新しいリストを作成
    result.append(x)
    return result

数値・文字列・タプルなどの変更できない（イミュータブルな）値はデフォルト引数に使っても安全です。

💡 純粋関数（Pure Function）を意識しよう： 「同じ引数を渡せば常に同じ結果を返す」関数を純粋関数と言います。 副作用（グローバル変数の書き換え、ファイルI/Oなど）がないため、 テストしやすく、バグが出にくいです。 PyTorchの前処理・損失計算など、AI系コードでは純粋関数が基本です。

純粋でない関数の例：

# ❌ 純粋でない関数（グローバル変数に依存）
threshold = 0.5           # 関数の外で定義されたグローバル変数

def is_positive(score):   # threshold を引数で受け取っていない
    return score >= threshold

print(is_positive(0.6))   # → True
threshold = 0.8           # グローバル変数を変更
print(is_positive(0.6))   # → False（同じ引数なのに結果が変わった！）

# ✅ 純粋関数にするなら → 依存する値も引数に渡す
def is_positive_pure(score, threshold=0.5):
    return score >= threshold  # 引数だけに依存 → 常に同じ結果