Python関数の戻り値を徹底解説！return・yield・ジェネレータの違いとは

Pythonにおけるreturn文は、関数の実行を終了し、呼び出し元へ値を返すための構文です。関数は本来「入力を受け取り、何らかの結果を返す」ことを目的としています。return文が実行されると、それが関数内の最後の文でなくても、その時点で即座に関数の処理は終了します。

なお、値を返す関数は「実りある関数（fruitful functions）」と呼ばれることもあります。

return文の基本例

次のコードは、2つの引数の合計を返す関数の例です。

def sum(a, b):
    return a + b

print(sum(5, 16))

出力結果

21

ジェネレータとは？

ジェネレータは、リストやタプルと同じくイテレータ（反復可能オブジェクト）の一種ですが、一度しか反復処理できません。これは、すべての値をメモリ上に保持せず、必要になった時点でその都度値を生成するためです。

例

mygenerator = (x * x for x in range(4))
for i in mygenerator:
    print(i)

出力結果

0
1
4
9

ジェネレータは1回しか使用できないため、同じmygeneratorに対して再度forループを実行しても、何も出力されません。0を計算した直後にその値を破棄し、続けて1、4、9と順番に計算していく仕組みになっているからです。

yieldキーワード

yieldはreturnと同じように使えるキーワードですが、関数は値そのものではなくジェネレータオブジェクトを返します。

ジェネレータから値を取り出すには、next()関数を使用します。

例

def createGenerator():
    for i in range(4):
        yield i * i  # この関数はジェネレータを生成する

mygenerator = createGenerator()
print(mygenerator)  # mygeneratorはオブジェクト！

print(next(mygenerator))
print(next(mygenerator))
print(next(mygenerator))
print(next(mygenerator))
print(next(mygenerator))

出力結果

<generator object createGenerator at 0x7f8b2c3d4e50>
0
1
4
9
Traceback (most recent call last):
  File "yieldgen1.py", line 12, in <module>
    print(next(mygenerator))
StopIteration

解説

上記の例では、yield文によってmygeneratorというジェネレータが作成されます。このジェネレータは1回しか使用できません。next(mygenerator)を呼び出すたびに、最初は0を計算し、その値を破棄してから1、4、9と順番に値を算出していきます。そして5回目の呼び出し時には、すべての要素を使い果たしているため、StopIterationエラーが発生します。

このようにyieldを活用すると、大量のデータを扱う際にもすべての値をメモリに保持する必要がなく、必要になった瞬間にだけ値を計算する「遅延評価」が実現できます。メモリ効率を重視したい処理において、ジェネレータは非常に有効な手段です。