変数に変数を代入したら？

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1. 変数に変数を代入したら？ 〜仕組みを知ってハマらないようになろう〜 2020-07-04 Python Charity Talks in Japan @mizzsugar0425 1

2. 前提 • この発表の対象者は初学者です。 • Pythonで変数に変数を代入した時の仕組みを知り、 安全なプログラムを書けるようになることが目的です。 2

3. お前、誰よ？ • みずきと申します。 • Twitter: @mizzsugar0425 • PythonでWebサービスの開発をしています。(Pyramid, Django, PostgreSQL,

   Nuxt.js, Angular …) • コーヒーと自転車とPythonが好きです。 3

4. クイズ① 〜枠の中に入るものは？〜 >>> name_1 = 'aaa' >>> name_2 = name

   >>> name_1.replace('a', 'b') 'bbb' >>> name_1 'aaa' >>> name_2 'aaa' 4

5. クイズ① の答え >>> name_1 = 'aaa' >>> name_2 = name

   >>> name_1.replace('a', 'b') 'bbb' >>> name_1 'aaa' >>> name_2 'aaa' 5

6. クイズ② 〜枠の中に入るものは？〜 >>> list_1 = [1, 2, 3] >>> list_2

   = list_1 >>> list_1.append(4) >>> list_1 [1, 2, 3, 4] >>> list_2 [1, 2, 3, 4] 6

7. クイズ② の答え >>> list_1 = [1, 2, 3] >>> list_2

   = l >>> list_1.append(4) >>> list_1 [1, 2, 3, 4] >>> list_2 [1, 2, 3, 4] 7

8. 何故List型の時は変わってしまったのでしょうか？ 8

9. 値が変わってしまった理由は オブジェクトの仕組みにあります。 9

10. Pythonでは全てオブジェクト Pythonでは、int型 str型 List型 … 全てをオブジェクトとして扱います。 10 https://docs.python.org/ja/3/reference/datamodel.html#objects-values-and-types

11. number = 1 # int型のオブジェクト name = 'Taro' # str型のオブジェクト

    names = ['Taro', 'Jiro', 'Saburo'] # List型のオブジェクト class Person: def __init__(self, name: str, age: int) -> None: self.name = name self.age = age person = Person(name='Taro', age=10) # Person型のオブジェクト 11

12. オブジェクトの識別値を返すid() • 組み込み関数id()はオブジェクトの識別値(identify)を返します。 • id()の値が同じならば同じオブジェクトです。 12

13. >>> num_1 = 143748927394325 >>> id(num_1) 139627296785840 >>> num_2 =

    143748927394325 >>> id(num_2) # numと同じ値だけれども違うオブジェクト 139627296786576 >>> num_1 += 1 # 別のオブジェクトとして値が代入される >>> id(num_1) 139627305196544 13 Pythonでは1や2などよく使われる数値は最適化のために同じ idになります。

14. 副作用とは • 副作用とは、オブジェクトの値を変更することです。 • 副作用を伴う操作を許容するオブジェクトを「ミュータブル」なオブジェクトといいま す。 • 「イミュータブル」なオブジェクトは副作用を許容しません。 14 例：

    >>> list_1 = [1, 2] >>> list_1.append(3) >>> list_1 [1, 2, 3]

15. ミュータブル・イミュータブルなオブジェクト • ミュータブルなオブジェクトの例 List型、Dict型、Set型… のオブジェクト • イミュータブルなオブジェクトの例 int型、str型、Tuple型… のオブジェクト 15

16. 副作用を伴わない操作の場合① >>> name_1 = 'aaa' # str型のイミュータブルなオブジェクト >>> id(name_1) 139720897350384

    >>> name_1.replace('a', 'b') # nameとは別オブジェクトを生成する、副作用 のない操作 'bbb' >>> name_1 # 上記のreplaceでname値は変更されていないのでidはそのまま 'aaa' 16

17. 副作用を伴わない操作の場合② >>> name_1 = 'aaa' # str型のイミュータブルなオブジェクト >>> name_2 =

    name_1 >>> name_1 = 'bbb' # nameは1行目とは別のオブジェクトになります。 >>> name_2 # str型はイミュータブルなのでname_2には影響はありません。 'aaa' 17

18. 18 name name_2 オブジェク ト① name name_2 オブジェク ト① オブジェク

    ト② name = 'bbb'

19. 副作用を伴わない操作の場合③ >>> list_1 = [1, 2, 3] # List型のミュータブルなオブジェクト >>>

    list_2 = list_1 + [4] # list_1の値が変わらないイミュータブルな操作 >>> list_2 [1, 2, 3, 4] >>> list_1 [1, 2, 3] 19

20. 副作用を伴わない操作の場合④ >>> id(list_1) 140410856800704 >>> id(list_2) 140410884215232 20

21. 副作用を伴う操作の場合① >>> list_1 = [1, 2, 3] # List型のミュータブルなオブジェクト >>>

    id(list_1) 139720897421120 >>> list_1.append(4) # list_1の値を変更する副作用を伴う処理 >>> list_1 [1, 2, 3, 4] >>> id(list_1) # ミュータブルなので値が変わりオブジェクトは同じまま 139720897421120 21

22. 副作用を伴う操作の場合② >>> list_2 = list_1 >>> list_1.append(5) >>> list_1 [1,

    2, 3, 4, 5] >>> list_2 # list_1とlist_2は同じオブジェクトを指したままなのでlist_2も 変更 [1, 2, 3, 4, 5] 22

23. list_2の値が変わらないようにするには copy.copyを使いましょう。 23 >>> list_1 = [1, 2, 3] >>>

    list_2 = copy.copy(list_1) >>> list_1.append(4) >>> list_1 [1, 2, 3, 4] >>> list_2 [1, 2, 3]

24. copy.copyを使うと何が起こるか 代入元の変数の値がコピーされたオブジェクトが渡されて 別のオブジェクトとなります。 24 >>> list_1 = [1, 2, 3]

    >>> list_2 = copy.copy(list_1) >>> id(list_1) 140594427010048 >>> id(list_2) 140594427023056

25. まとめ • 副作用とは、オブジェクトの値を変更することです。 • 副作用を伴う操作を許容しないのがイミュータブルなオブジェクト。 • 副作用を伴う操作を許容するのがミュータブルなオブジェクト。 • ミュータブルな型の変数を別の変数に代入したら 変数の変更が別の変数にも反映されます。

    • ミュータブルな変数を別の変数に代入したいならcopy.copyを使いましょう。 ご清聴ありがとうございました。 25

26. [おまけ] list_1とlist_2の値は何になるでしょうか？ >>> def add_number(numbers_list: List[int], number: int) -> List[int]:

    ... numbers_list.append(number) ... return numbers_list >>> >>> list_1 = [1, 2, 3] >>> list_2 = add_number(l, 4) 26

27. list_2には値が変わってほしくなかったのに… >> # 正解は… >>> list_1 [1, 2, 3, 4]

    >>> list_2 [1, 2, 3, 4] 27

28. copy.copyで意図しない値の変化を防ぎましょう >>> def add_number(numbers_list: List[int], number: int) -> List[int]: ...

    added_list = copy.copy(numbers_list) ... added_list.append(number) ... return added_list 28