はじめに

前回は、条件付き繰り返しを行う「while文」について学びました。今回は、これまでに学んだ知識を統合し、繰り返し使う処理をひとまとめにする「関数」の基本をマスターします。関数はプログラミングの重要な概念で、コードの再利用性と保守性を高めるために不可欠です。

関数とは何か？

「関数」とは、特定の一連の処理をひとつのまとまりにして名前をつけ、再利用可能にしたものです。これまでに使ってきた print() や len() も、Pythonにあらかじめ用意されている組み込み関数の一つです。

BMIの計算や患者情報の処理など、よく使う処理をその都度書くのは非効率で、ミスの原因にもなります。関数として一度定義しておけば、あとはその名前を呼び出すだけで、何度でも同じ処理を実行できます。

関数の定義と呼び出し

Pythonでは、def というキーワードを使って関数を定義します。

基本構文

def 関数名(引数1, 引数2, ...):
    """ドキュメント文字列（関数の説明）"""
    # 実行したい処理
    return 戻り値  # 処理結果を返す（省略可能）

引数（パラメータ）: 関数が処理を行うために必要な情報を外から受け取るための変数
戻り値（return値）: 関数の処理結果を、関数の呼び出し元に返す値。return で指定します
ドキュメント文字列: 関数の機能を説明する文字列（省略可能）

引数と戻り値の使い方

引数なし、戻り値なしの関数

def greet_patient():
    """患者さんに挨拶する"""
    print("こんにちは！")
    print("本日はお疲れ様です。")

# 関数の呼び出し
greet_patient()

引数あり、戻り値なしの関数

def display_patient_info(name, age, diagnosis):
    """患者情報を表示する"""
    print("=== 患者情報 ===")
    print(f"名前: {name}")
    print(f"年齢: {age}歳")
    print(f"診断: {diagnosis}")
    print("=" * 15)

# 関数の呼び出し
display_patient_info("山田太郎", 75, "高血圧症")
display_patient_info("佐藤花子", 68, "糖尿病")

引数あり、戻り値ありの関数

def calculate_bmi(weight_kg, height_cm):
    """身長(cm)と体重(kg)からBMIを計算する

    Args:
        weight_kg (float): 体重（kg）
        height_cm (float): 身長（cm）

    Returns:
        float: 計算されたBMI値
    """
    height_m = height_cm / 100  # cm → m 変換
    bmi = weight_kg / (height_m ** 2)
    return bmi  # 計算結果を戻り値として返す

# 関数の呼び出しと戻り値の使用
patient1_bmi = calculate_bmi(65.0, 170.0)
patient2_bmi = calculate_bmi(52.5, 162.0)

print(f"患者1のBMI: {patient1_bmi:.1f}")
print(f"患者2のBMI: {patient2_bmi:.1f}")

一般的なコード例：診断支援関数

def assess_blood_pressure(systolic, diastolic):
    """血圧値を評価して診断を返す

    Args:
        systolic (int): 収縮期血圧 (mmHg)
        diastolic (int): 拡張期血圧 (mmHg)

    Returns:
        tuple: (評価結果, アドバイス)
    """
    if systolic >= 180 or diastolic >= 110:
        return "重症高血圧", "緊急の降圧治療が必要です"
    elif systolic >= 140 or diastolic >= 90:
        return "高血圧", "生活習慣の改善と降圧薬の検討を"
    elif systolic >= 120 or diastolic >= 80:
        return "正常高値", "生活習慣の改善を推奨します"
    else:
        return "正常血圧", "定期的なチェックを継続してください"

# 使用例
patients_bp = [
    (145, 85),
    (155, 92),
    (135, 78),
    (165, 95)
]

print("血圧評価結果:")
for i, (sys, dia) in enumerate(patients_bp, 1):
    result, advice = assess_blood_pressure(sys, dia)
    print(f"患者{i}: {sys}/{dia} mmHg → {result}")
    print(f"  アドバイス: {advice}")
    print()

複数の戻り値を返す関数

Pythonでは、複数の値を一度に返すことができます：

def analyze_vital_signs(temperature, heart_rate, blood_pressure):
    """バイタルサインを総合的に分析する

    Returns:
        tuple: (総合評価, 詳細結果の辞書)
    """
    results = {
        "temperature_status": "",
        "heart_rate_status": "",
        "blood_pressure_status": "",
        "overall_risk": ""
    }

    # 体温評価
    if temperature >= 38.0:
        results["temperature_status"] = "高熱"
    elif temperature >= 37.5:
        results["temperature_status"] = "微熱"
    elif temperature < 36.0:
        results["temperature_status"] = "低体温"
    else:
        results["temperature_status"] = "正常"

    # 心拍数評価
    if heart_rate >= 100:
        results["heart_rate_status"] = "頻脈"
    elif heart_rate < 60:
        results["heart_rate_status"] = "徐脈"
    else:
        results["heart_rate_status"] = "正常"

    # 血圧評価（簡易版）
    if blood_pressure >= 140:
        results["blood_pressure_status"] = "高血圧"
    else:
        results["blood_pressure_status"] = "正常"

    # 総合リスク評価
    abnormal_count = sum(1 for status in results.values() if status not in ["正常", ""])
    if abnormal_count >= 2:
        results["overall_risk"] = "高リスク"
        overall = "要注意"
    elif abnormal_count == 1:
        results["overall_risk"] = "中リスク"
        overall = "経過観察"
    else:
        results["overall_risk"] = "低リスク"
        overall = "安定"

    return overall, results

# 使用例
assessment, details = analyze_vital_signs(37.8, 85, 145)

print(f"総合評価: {assessment}")
print("詳細:")
for key, value in details.items():
    if value:  # 空でない値のみ表示
        print(f"  {key}: {value}")

まとめ

今回は、処理をまとめる「関数」の基本について学びました。

関数の定義方法（defキーワード）
引数と戻り値の使い方
ドキュメント文字列の書き方
複数の戻り値を扱う方法
医療現場での実践的な使用例

関数はコードの再利用性を高め、メンテナンスを容易にする重要な概念です。これにより、複雑なプログラムも管理しやすくなります。

次回は、実践的なPythonプログラミングと総まとめとして、これまでに学んだすべての知識を統合した応用例を学びます。