Day 007 — 関数の基礎（複数戻り値・可変長引数）

📚 背景知識（読んでから問題へ）

Goの関数は他の多くの言語と違い、複数の値を戻り値として直接返せます。タプルやカスタムクラスを作らなくても、カンマ区切りでそのまま複数の値を返せるのがGoの特徴です。

📋 コピーfunc divide(a, b float64) (float64, error) {
    if b == 0 {
        return 0, errors.New("division by zero")
    }
    return a / b, nil
}

この「複数戻り値」は、Goのエラーハンドリングの根幹を支えています。例外機構を持たないGoでは、(結果, error) という形で「正常な結果」と「失敗したかどうか」を同じレベルの戻り値として明示的に返すのが標準パターンです。呼び出し側は必ず result, err := divide(10, 2) のように受け取り、if err != nil で分岐します。これにより「エラーが発生しうる」という事実が関数シグネチャに刻まれ、呼び出し側が見落としにくくなります。

戻り値には名前を付けることもできます（named return values）。

📋 コピーfunc divide(a, b float64) (result float64, err error) {
    if b == 0 {
        err = errors.New("division by zero")
        return
    }
    result = a / b
    return
}

return だけを書く「裸のreturn（naked return）」は、名前付き戻り値の現在の値をそのまま返します。短い関数では便利ですが、長い関数で使うと「どの値が返るのか」が読みにくくなるため、Goコミュニティでは短い関数に限定して使うのが慣例です。

もう一つの重要な機能が可変長引数（variadic parameters）です。

📋 コピーfunc sum(nums ...int) int {
    total := 0
    for _, n := range nums {
        total += n
    }
    return total
}

...int は「0個以上のint」を受け取れることを意味し、関数内部ではnumsは通常の[]intスライスとして扱われます。呼び出し側はsum(1, 2, 3)のように個別の値を渡すことも、sum(nums...)（スライス名の後ろに...を付ける）のように既存のスライスを展開して渡すこともできます。標準ライブラリのfmt.Println(a ...interface{})やappend(s []T, vs ...T)はまさにこの仕組みを使っています。

📝 問題

以下の3つの関数を実装してください。

要件:

1. func divide(a, b float64) (float64, error) を実装する。bが0の場合は(0, error)を返す（エラーメッセージは"division by zero"とする）。それ以外はa / bの結果とnilを返す
2. func sum(nums ...int) int を実装する。可変長引数で受け取った整数の合計を返す。引数が0個の場合は0を返す
3. func average(nums ...int) (float64, error) を実装する。可変長引数で受け取った整数の平均値（float64）を返す。引数が0個の場合は(0, error)を返す（エラーメッセージは"no numbers provided"とする）
4. main関数で以下をすべて実行し、結果を表示すること
   • divide(10, 2) の成功ケース
   • divide(10, 0) のエラーケース（err != nilを確認して表示）
   • sum(1, 2, 3, 4, 5) の呼び出し
   • average() の引数なしエラーケース
   • average(1, 2, 3) の成功ケース
   • 既存のスライスnums := []int{10, 20, 30}をsum(nums...)の形で展開して渡す呼び出し

go run main.go でそのまま実行できる、完全な1つのプログラムとして提出してください。

🔍 ヒント（段階的開示）

📋 コピーif b == 0 {
    return 0, errors.New("division by zero")
}

📋 コピーpackage main

import (
	"errors"
	"fmt"
)

func divide(a, b float64) (float64, error) {
	if b == 0 {
		return 0, errors.New("division by zero")
	}
	return a / b, nil
}

func sum(nums ...int) int {
	total := 0
	for _, n := range nums {
		// ...
	}
	return total
}

func average(nums ...int) (float64, error) {
	if len(nums) == 0 {
		return 0, errors.New("no numbers provided")
	}
	// sum(nums...) を使って平均を計算する
}

func main() {
	// divide, sum, average をそれぞれ呼び出して表示
}

✅ 模範解答

📋 コピーpackage main

import (
	"errors"
	"fmt"
)

// divide はaをbで割った結果を返す。bが0の場合はエラーを返す。
func divide(a, b float64) (float64, error) {
	if b == 0 {
		return 0, errors.New("division by zero")
	}
	return a / b, nil
}

// sum は可変長引数で受け取った整数の合計を返す。
func sum(nums ...int) int {
	total := 0
	for _, n := range nums {
		total += n
	}
	return total
}

// average は可変長引数で受け取った整数の平均値を返す。
// 引数が0個の場合はエラーを返す。
func average(nums ...int) (float64, error) {
	if len(nums) == 0 {
		return 0, errors.New("no numbers provided")
	}
	return float64(sum(nums...)) / float64(len(nums)), nil
}

func main() {
	// 1. divide の成功ケース
	result, err := divide(10, 2)
	if err != nil {
		fmt.Println("エラー:", err)
	} else {
		fmt.Printf("divide(10, 2) = %.1f\n", result)
	}

	// 2. divide のエラーケース
	result, err = divide(10, 0)
	if err != nil {
		fmt.Println("エラー:", err)
	} else {
		fmt.Printf("divide(10, 0) = %.1f\n", result)
	}

	// 3. sum の呼び出し（個別の値を渡す）
	fmt.Println("sum(1, 2, 3, 4, 5) =", sum(1, 2, 3, 4, 5))

	// 4. average の引数なしエラーケース
	avg, err := average()
	if err != nil {
		fmt.Println("エラー:", err)
	} else {
		fmt.Printf("average() = %.2f\n", avg)
	}

	// 5. average の成功ケース
	avg, err = average(1, 2, 3)
	if err != nil {
		fmt.Println("エラー:", err)
	} else {
		fmt.Printf("average(1, 2, 3) = %.2f\n", avg)
	}

	// 6. 既存スライスを展開して渡す
	nums := []int{10, 20, 30}
	fmt.Println("sum(nums...) =", sum(nums...))
}

divide(10, 2) = 5.0
エラー: division by zero
sum(1, 2, 3, 4, 5) = 15
エラー: no numbers provided
average(1, 2, 3) = 2.00
sum(nums...) = 60

※ この実行結果は実際に go run main.go で検証済みです。

🪜 Step-by-Step 解説

📋 コピーfunc divide(a, b float64) (float64, error) {
    if b == 0 {
        return 0, errors.New("division by zero")
    }
    return a / b, nil
}

📋 コピーfunc sum(nums ...int) int {
    total := 0
    for _, n := range nums {
        total += n
    }
    return total
}

📋 コピーfunc average(nums ...int) (float64, error) {
    if len(nums) == 0 {
        return 0, errors.New("no numbers provided")
    }
    return float64(sum(nums...)) / float64(len(nums)), nil
}

📋 コピーnums := []int{10, 20, 30}
sum(nums...)

💡 設計思想・なぜこう書くのか

🌐 他言語との比較

JavaのOptional<T>やPythonのタプルは「複数の情報をまとめて返す」目的では似た働きをしますが、Goの複数戻り値は言語構文レベルで組み込まれているため、ラッパー型を作る手間がありません。特にJava/TypeScript経験者は「例外を投げずにエラーを戻り値として返す」設計に最初は冗長に感じやすいですが、try/catchのようにどこで捕捉されるか分からない制御フローと違い、エラー処理の分岐が呼び出し箇所ごとに必ず目に見えるという利点があります。

🏆 実務での使いどころ

• (結果, error)パターン: ファイル読み込み・DB問い合わせ・HTTPリクエストなど、失敗しうるあらゆる処理でこのパターンが使われます。標準ライブラリのos.Open、strconv.Atoiなども同じ形です
• fmt.Println / fmt.Sprintf系の可変長引数: ログ出力・フォーマット関数を自作する際、任意個数の値を受け取る...interface{}（Go 1.18以降は...any）は頻出パターンです
• オプション引数の代替: Goにはデフォルト引数がないため、func NewServer(addr string, opts ...Option)のように可変長引数＋Functional Optionsパターンで「オプション引数」を実現する設計がライブラリ設計で広く使われます
• バリデーション関数の集約: func validate(rules ...Rule) errorのように、複数のチェックルールをまとめて渡し、最初に失敗したエラーを返す設計にも使われます

⚠️ よくある誤解・ミス

🚀 次のステップ

• 発展: average関数を、標準ライブラリを使わずに整数オーバーフローを気にせず実装する方法（sumの戻り値をintのまま保持し最後にfloat64へ変換する現在の実装と、ループ内で都度float64に変換して加算していく実装の違い）を考えてみましょう
• 次回予告: Day 008 — 構造体の基礎（struct定義・フィールドタグ、実装問題）

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