【Python超入門】関数オブジェクトとは？新人エンジニアが最初に知りたい使い方とメリットを徹底解説！

こんにちは。ゆうせいです。

プログラミングの学習、順調に進んでいますか？Pythonを学び始めると、最初に出会う強力な機能の一つに「関数」があります。きっと、あなたも「def」を使って、いくつかの処理をまとめる便利な機能として使っていることでしょう。

でも、Pythonの関数の実力はそれだけではないんです！実は、Pythonの世界では、関数はただの処理の塊ではなく、「オブジェクト」として扱われます。

「え？関数がオブジェクトってどういうこと？」

「それができると、何かいいことあるの？」

そんな風に思ったかもしれませんね。大丈夫です！この記事を読めば、その疑問はスッキリ解消されますよ。

今回は、Pythonの「関数オブジェクト」という概念について、新人エンジニアのあなたにも分かるように、例え話をたくさん交えながら、その正体とメリットを徹底的に解説していきます。この記事を読み終える頃には、あなたのPythonコードはもっと柔軟で、もっと洗練されたものになるはずです。

さあ、一緒に関数オブジェクトの扉を開けてみましょう！

そもそも「オブジェクト」ってなんだっけ？

まず、Pythonにおける「オブジェクト」という言葉をおさらいしましょう。

Pythonでは、扱うデータはすべて「オブジェクト」という形で存在しています。例えば、a = 10というコードを書いたとき、私たちは「変数aに整数10を代入する」と学びますよね。

これをもう少し正確に言うと、「10という値を持つ整数のオブジェクトがメモリ上に作られ、aという名前がそのオブジェクトに付けられる（参照する）」ということなんです。

数値の10も、文字列の"hello"も、[1, 2, 3]というリストも、それぞれが固有のデータと機能を持った「モノ」として存在しています。これがオブジェクトです。

関数も「オブジェクト」であるとは？

さて、本題です。Pythonでは、あなたがdefを使って定義した関数も、実はこれらの数値や文字列と同じように「オブジェクト」として扱われるんです。これを「関数オブジェクト」と呼びます。

「関数は処理の流れを書いた設計図みたいなもので、モノじゃないのでは？」と感じるかもしれませんね。

確かにその通りなのですが、Pythonは、その設計図自体も一つの「モノ」として扱える、とても柔軟な言語なのです。

百聞は一見に如かず、コードを見てみましょう。

# あいさつをする関数を定義
def say_hello():
  print("こんにちは！")

# 関数を実行する
say_hello()

# 関数を「オブジェクト」として変数に代入する
greeting_func = say_hello

# 変数に代入された関数オブジェクトを実行する
greeting_func()

# オブジェクトの型を調べてみる
print(type(say_hello))
print(type(greeting_func))

実行結果:

こんにちは！
こんにちは！
<class 'function'>
<class 'function'>

さあ、このコードをじっくり見てください。

say_hello()というコードは、関数を「実行」しています。これはいつもの使い方ですね。

注目すべきはgreeting_func = say_helloの部分です。ここでは、say_hello()のように()を付けていません。()を付けないと、関数は実行されずに、関数そのもの、つまり「関数オブジェクト」として扱われます。

そして、その関数オブジェクトをgreeting_funcという新しい変数に代入しています。まるでa = 10と書くのと同じように、関数を代入できているのが分かりますか？

結果として、greeting_func()と実行すると、say_hello()を実行したときと同じ結果が表示されます。これは、greeting_funcとsay_helloが、メモリ上にある同じ「あいさつをする関数オブジェクト」を指しているからです。

type()で型を調べてみても、 दोनोंも<class 'function'>と表示されていますね。これで、関数がオブジェクトであることが実感できたのではないでしょうか。

専門用語で、このように関数をオブジェクトとして扱える性質のことを「第一級関数（First-Class Functions）」と呼びます。Pythonの関数は「第一級オブジェクト（First-Class Citizen）」、つまりVIP待遇を受けている、とイメージすると分かりやすいかもしれません。

なぜ関数はオブジェクトである必要があるのか？メリットを徹底解説！

「なるほど、関数がオブジェクトなのは分かった。でも、それができて一体何が嬉しいの？」

当然の疑問ですよね。実は、この「関数がオブジェクトである」という性質が、Pythonのプログラミングを非常に柔軟で強力なものにしているのです。

主なメリットは以下の３つです。

1. 関数を他の関数の引数として渡せる
2. 関数を他の関数の戻り値として返せる
3. 関数をリストや辞書などのデータ構造に格納できる

一つずつ、例え話を交えながら見ていきましょう！

1. 関数を他の関数の引数として渡せる（高階関数）

これが最も強力なメリットの一つです。関数を引数として受け取る関数のことを、特別に「高階関数（Higher-Order Function）」と呼びます。

例え話：万能調理マシン

ここに、食材を加工する万能調理マシンがあると想像してください。このマシン自体は、食材を受け取って、何か加工を施して、完成品を出す、という基本的な機能しか持っていません。

• 高階関数: 万能調理マシン
• 引数として渡す関数オブジェクト: 「切る」「焼く」「混ぜる」といった調理法（ツール）
• データ: 食材（ニンジン、タマネギなど）

このマシンに「切る」というツール（関数）をセットすれば、どんな食材を入れても細かく刻んでくれます。「焼く」というツールをセットすれば、こんがり焼いてくれます。

このように、処理の枠組み（マシン）と、具体的な処理内容（ツール）を分離できるのが、高階関数のすごいところなんです。

実際のコードを見てみましょう。

# 2つの数値に対して、何らかの計算を行う高階関数
def calculate(a, b, operation_func):
  """
  aとbを受け取り、operation_funcで指定された計算を実行する
  """
  result = operation_func(a, b)
  print(f"計算結果: {result}")

# 足し算を行う関数
def add(x, y):
  return x + y

# 引き算を行う関数
def subtract(x, y):
  return x - y

# 高階関数に「足し算関数」を渡して実行
calculate(10, 5, add)

# 高階関数に「引き算関数」を渡して実行
calculate(10, 5, subtract)

実行結果:

計算結果: 15
計算結果: 5

calculate関数が、私たちの万能調理マシンです。この関数は、数値aとbに加えて、operation_funcという3つ目の引数を取ります。このoperation_funcに、具体的な計算を行う関数オブジェクト（addやsubtract）を渡しています。

calculate(10, 5, add)と呼び出すと、calculate関数の中でoperation_func(a, b)がadd(10, 5)として実行されます。

このように、処理の共通部分（この例では「2つの数値を受け取って結果を表示する」部分）を高階関数として定義しておき、変えたい部分だけを関数オブジェクトとして外から与えることで、コードの再利用性が格段に上がり、見通しも良くなるのです。すごい！

2. 関数を他の関数の戻り値として返せる

次に関数を「戻り値」として使う例です。これは、特定の状況に応じたカスタム関数を生成するような場合に役立ちます。

例え話：オーダーメイドの挨拶ロボット

ある工場では、時間帯によって挨拶を変えるロボットを作っているとします。

「朝用の挨拶ロボットをください」と注文すると、工場は「おはようございます！」と挨拶するロボットを製造して渡してくれます。

「夜用の挨拶ロボットをください」と注文すれば、「こんばんは！」と挨拶するロボットをくれます。

• 関数を返す関数: 挨拶ロボット工場
• 引数: "morning" や "evening" といった時間帯の情報
• 戻り値: カスタマイズされた挨拶関数オブジェクト（挨拶ロボット）

この「挨拶ロボット工場」が、関数を返す関数です。注文（引数）に応じて、適切な機能を持った製品（関数オブジェクト）を返してくれます。

コードで見てみましょう。

def greeting_factory(time_of_day):
  """
  時間帯に応じた挨拶関数を生成して返す工場
  """
  def morning_greeting():
    print("おはようございます！")

  def evening_greeting():
    print("こんばんは！")

  if time_of_day == "morning":
    return morning_greeting  # 朝用の挨拶関数オブジェクトを返す
  elif time_of_day == "evening":
    return evening_greeting  # 夜用の挨拶関数オブジェクトを返す

# 朝用の挨拶ロボット（関数）を生成
good_morning = greeting_factory("morning")

# 夜用の挨拶ロボット（関数）を生成
good_evening = greeting_factory("evening")

# 生成されたロボット（関数）を使ってみる
good_morning()
good_evening()

実行結果:

おはようございます！
こんばんは！

greeting_factory関数がロボット工場です。引数time_of_dayの値によって、返す関数オブジェクトを切り替えています。

good_morning = greeting_factory("morning")を実行した時点で、good_morning変数にはmorning_greeting関数オブジェクトが代入されます。そして、good_morning()と呼び出すことで、実際に挨拶が実行されるわけです。

このように、条件に応じて動的に関数を生成できるため、非常に柔軟なプログラムを作ることが可能になります。

3. 関数をリストや辞書などのデータ構造に格納できる

最後に、関数オブジェクトをリストや辞書といったデータ構造にまとめて格納できるメリットです。

例え話：魔法の呪文書

あなたは魔法使いで、様々な呪文が書かれた「呪文書」を持っているとします。この呪文書は、ページをめくる（リストの要素にアクセスする）だけで、様々な呪文（関数）をすぐに使えるようになっています。

• リスト: 呪文書
• リストの各要素（関数オブジェクト）: 攻撃魔法、回復魔法、防御魔法などの呪文

必要な時に、呪文書から適切な呪文を選んで唱える（関数を実行する）ことができます。

コードを見てみましょう。

def attack():
  print("メラをとなえた！")

def heal():
  print("ホイミをとなえた！")

def defend():
  print("スカラをとなえた！")

# 魔法（関数オブジェクト）をリストに格納する
spell_book = [attack, heal, defend]

# 呪文書の1番目の魔法（インデックスは0）を唱える
spell_book[0]()

# 呪文書のすべての魔法を順番に唱える
for spell in spell_book:
  spell()

実行結果:

メラをとなえた！
メラをとなえた！
ホイミをとなえた！
スカラをとなえた！

attack、heal、defendという3つの関数オブジェクトを、spell_bookという一つのリストにまとめています。

これにより、インデックスを指定して特定の関数を実行したり、forループを使って登録されている処理を順番にすべて実行したり、といったことが簡単にできるようになります。

メリットとデメリットのまとめ

ここまで見てきたように、関数オブジェクトには多くのメリットがあります。しかし、どんな技術にもトレードオフはつきものです。ここで一度、メリットと、初心者がつまずきやすいポイントを整理しておきましょう。

関数オブジェクトは非常に強力な武器ですが、最初は少しとっつきにくいかもしれません。funcと書くべきところをfunc()と書いてしまって、「あれ？意図しないタイミングで実行されちゃった！」なんていうミスは、誰もが通る道です。

大切なのは、「()を付けると実行」「()を付けないとオブジェクトそのもの」という基本をしっかり押さえることです！

今後の学習のために

さて、関数オブジェクトの世界、いかがでしたか？

「関数はただの処理の塊じゃないんだ！」ということが分かると、Pythonのプログラミングがもっと面白く、奥深く感じられるようになったのではないでしょうか。

今回学んだ「関数オブジェクト」の概念は、さらに高度なテクニックへの入り口となります。もし、あなたがもっとステップアップしたいなら、次はこの2つのテーマについて学んでみることを強くお勧めします。

1. ラムダ式（無名関数）: defを使わずに、その場ですぐに小さな関数オブジェクトを作ることができる便利な機能です。高階関数と組み合わせて使うことが非常に多いです。
2. デコレータ: @マークを使って、既存の関数に新しい機能を追加（装飾）するための仕組みです。実は、デコレータの正体も、今回学んだ高階関数そのものなのです。

これらのテーマを学ぶことで、あなたは間違いなく、新人エンジニアから一歩抜け出し、より「Pythonらしい」洗練されたコードが書けるようになるはずです。

まずは、この記事のコードを実際に自分の手で打ち込んで、動かしてみてください。そして、「なぜこう動くのか？」を自分の言葉で説明できるようになれば、あなたはもう関数オブジェクトをマスターしたも同然です。

応援しています！

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投稿者プロフィール

山崎講師代表取締役

セイ・コンサルティング・グループ株式会社代表取締役。
岐阜県出身。
2000年創業、2004年会社設立。
IT企業向け人材育成研修歴業界歴20年以上。
すべての無駄を省いた費用対効果の高い「筋肉質」な研修を提供します！
この記事に間違い等ありましたらぜひお知らせください。

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