[파이썬 기초] 함수 정의와 인자 (*args, **kwargs)

함수 정의

함수는 def 키워드로 정의합니다.

반복적으로 사용하는 코드를 묶어두면 재사용성이 높아지고 코드를 이해하기 쉬워집니다.

def 함수이름(매개변수):
    # 실행할 코드
    return 반환값

 

def calc_gc(seq):
    g = seq.count("G")
    c = seq.count("C")
    return (g + c) / len(seq)

result = calc_gc("ATCGATCGGGCC")
print(result)    # 0.5833...

 

return이 없거나 return만 단독으로 사용하면 None을 반환합니다.

def print_info(sample_id):
    print(f"Processing: {sample_id}")
    # return 없음 → None 반환

result = print_info("sample_01")
print(result)    # None

인자의 종류

위치 인자 (positional argument)

함수 호출 시 순서대로 전달하는 기본 인자입니다.

def describe_sample(sample_id, species, coverage):
    print(f"{sample_id} | {species} | {coverage}x")

describe_sample("sample_01", "Homo sapiens", 30.5)

기본값 인자 (default argument)

매개변수에 기본값을 지정하면 호출 시 해당 인자를 생략할 수 있습니다.

def filter_reads(seq, min_length=50, min_quality=20):
    if len(seq) >= min_length:
        return True
    return False

filter_reads("ATCG" * 20)              # 기본값 사용
filter_reads("ATCG" * 20, min_length=100)  # min_length만 변경
filter_reads("ATCG" * 20, 100, 30)        # 순서대로 전달

기본값이 있는 매개변수는 반드시 기본값이 없는 매개변수 뒤에 위치해야 합니다.

def func(a, b=10, c=20):    # 올바름
    pass

def func(a=10, b):          # SyntaxError
    pass

기본값으로 가변 객체를 사용하면 안 됩니다.

기본값은 함수가 정의될 때 한 번만 생성되므로, 가변 객체(리스트, 딕셔너리)를 기본값으로 사용하면 호출 간에 상태가 공유되는 문제가 생깁니다.

# 잘못된 예
def add_gene(gene, gene_list=[]):
    gene_list.append(gene)
    return gene_list

print(add_gene("TP53"))     # ['TP53']
print(add_gene("BRCA1"))    # ['TP53', 'BRCA1'] ← 이전 호출 결과가 남아있음

# 올바른 예
def add_gene(gene, gene_list=None):
    if gene_list is None:
        gene_list = []
    gene_list.append(gene)
    return gene_list

키워드 인자 (keyword argument)

호출 시 매개변수 이름을 명시해서 순서에 관계없이 전달할 수 있습니다.

def describe_sample(sample_id, species, coverage):
    print(f"{sample_id} | {species} | {coverage}x")

describe_sample(coverage=30.5, sample_id="sample_01", species="Homo sapiens")

위치 인자와 키워드 인자를 혼합할 때는 위치 인자가 반드시 앞에 와야 합니다.

describe_sample("sample_01", coverage=30.5, species="Homo sapiens")  # 올바름
describe_sample(sample_id="sample_01", "Homo sapiens", 30.5)         # SyntaxError

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*args

매개변수 앞에 *를 붙이면 위치 인자를 개수에 관계없이 튜플로 받습니다.

def sum_values(*args):
    print(type(args))    # <class 'tuple'>
    return sum(args)

print(sum_values(1, 2, 3))          # 6
print(sum_values(10, 20, 30, 40))   # 100

 

일반 매개변수와 함께 사용할 수 있습니다.

*args는 일반 매개변수 뒤에 위치합니다.

def process_samples(method, *samples):
    for sample in samples:
        print(f"[{method}] {sample}")

process_samples("QC", "sample_01", "sample_02", "sample_03")
# [QC] sample_01
# [QC] sample_02
# [QC] sample_03

 

리스트나 튜플을 *로 언패킹해서 전달할 수도 있습니다.

samples = ["sample_01", "sample_02", "sample_03"]
process_samples("QC", *samples)    # 리스트를 언패킹해서 전달

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**kwargs

매개변수 앞에 **를 붙이면 키워드 인자를 개수에 관계없이 딕셔너리로 받습니다.

def print_metadata(**kwargs):
    print(type(kwargs))    # <class 'dict'>
    for key, value in kwargs.items():
        print(f"{key}: {value}")

print_metadata(sample_id="sample_01", species="Homo sapiens", coverage=30.5)
# sample_id: sample_01
# species: Homo sapiens
# coverage: 30.5

 

일반 매개변수, *args와 함께 사용할 수 있습니다.

순서는 반드시 일반 인자 → *args → **kwargs여야 합니다.

def log(level, *messages, **metadata):
    print(f"[{level}]", " ".join(messages))
    for k, v in metadata.items():
        print(f"  {k}: {v}")

log("INFO", "Processing", "sample_01", tool="fastp", version="0.23")
# [INFO] Processing sample_01
#   tool: fastp
#   version: 0.23

 

딕셔너리를 **로 언패킹해서 전달할 수 있습니다.

params = {"min_length": 50, "min_quality": 20}
filter_reads("ATCGATCG" * 10, **params)

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키워드 전용 인자 (keyword-only argument)

* 뒤에 오는 매개변수는 반드시 키워드 인자로만 전달할 수 있습니다.

함수 호출 시 인자의 의미를 명확하게 하고 싶을 때 사용합니다.

def align(query, reference, *, min_identity=0.9, threads=4):
    pass

align("seq.fa", "ref.fa", min_identity=0.95, threads=8)   # 올바름
align("seq.fa", "ref.fa", 0.95, 8)                        # TypeError

 

* 뒤의 min_identity와 threads는 위치 인자로 전달하면 오류가 발생합니다.

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반환값

함수는 여러 값을 튜플로 반환할 수 있습니다.

def get_sequence_stats(seq):
    length = len(seq)
    gc = (seq.count("G") + seq.count("C")) / length
    at = 1 - gc
    return length, gc, at    # 튜플로 반환

length, gc, at = get_sequence_stats("ATCGATCGGGCC")
print(f"Length: {length}, GC: {gc:.2%}, AT: {at:.2%}")

조건에 따라 다른 타입을 반환하는 함수는 처리하기 까다로울 수 있습니다.

반환 타입을 일관되게 유지하는 것이 좋습니다.

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함수 인자 전달 방식

파이썬은 객체의 참조를 전달합니다.

불변 객체(숫자, 문자열, 튜플)는 함수 안에서 변경해도 원본에 영향을 주지 않지만, 가변 객체(리스트, 딕셔너리)는 함수 안에서 변경하면 원본도 바뀝니다.

def modify(lst):
    lst.append(99)

data = [1, 2, 3]
modify(data)
print(data)    # [1, 2, 3, 99] ← 원본이 변경됨

 

원본을 변경하지 않으려면 복사본을 전달합니다.

modify(data.copy())
modify(data[:])

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인자 종류 정리표

종류	형태	설명
위치 인자	def f(a, b)	순서대로 전달
기본값 인자	def f(a, b=10)	생략 시 기본값 사용
키워드 인자	f(a=1, b=2)	이름으로 전달, 순서 무관
*args	def f(*args)	가변 위치 인자, 튜플로 수신
**kwargs	def f(**kwargs)	가변 키워드 인자, 딕셔너리로 수신
키워드 전용	def f(*, key)	반드시 키워드로만 전달