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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
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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。
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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。
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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'
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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'
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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]
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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]
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何故List型の時は変わってしまったのでしょうか？
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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。
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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。
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https://docs.python.org/ja/3/reference/datamodel.html#objects-values-and-types
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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
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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。
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>>> 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
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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。
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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。
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例：
>>> list_1 = [1, 2]
>>> list_1.append(3)
>>> list_1
[1, 2, 3]
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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
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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'
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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'
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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'
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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]
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副作用を伴わない操作の場合④
>>> id(list_1)
140410856800704
>>> id(list_2)
140410884215232
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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
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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]
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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。
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>>> 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]
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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。
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>>> list_1 = [1, 2, 3]
>>> list_2 = copy.copy(list_1)
>>> id(list_1)
140594427010048
>>> id(list_2)
140594427023056
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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。
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[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)
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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]
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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
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