Pythonマニア

この記事でPythonの関数が「値渡し」か「参照渡し」について決着をつけたいと思います。 さて、いきなり結論を書きますが、Pythonの関数は「値渡し」です。 そしてPythonではすべてがオブジェクトなので、変数（や引数）は値としてオブジェクト参照を持ちます。つまりは関数へ引数を渡すとき、オブジェクト参照が「値渡し」されるので、これを表現する言葉は「参照の値渡し」です。 結論：Pythonの関数は「参照の値渡し」 この記事の残りでは、Pythonの関数の「参照の値渡し」について詳しく解説していきます。 Python公式ドキュメントの見解 関数への引数の渡し方が「値渡し」であることは、Pythonの公式ドキュメント「Python チュートリアル」にも書かれています。その部分を抜粋すると、 関数を呼び出す際の実際の引数（実引数）は、関数が呼び出されるときに関数のローカルなシンボルテーブル内に取り込まれます。そうすることで、実引数は値渡し（call by value）で関数に渡されることになります（ここでの値（value）とは常にオブジェクトへの参照（reference）をいい、オブジェクトの値そのものではありません） はっきりと「値渡し」と書いてあります。 そしてこの文章には脚注が付いていて、次のように記載されています。 実際には、オブジェクトへの参照渡し（call by object reference）と書けばよいのかもしれません。というのは、変更可能なオブジェクトが渡されると、関数の呼び出し側は、呼び出された側の関数がオブジェクトに行ったどんな変更（例えばリストに挿入された要素）にも出くわすことになるからです。 ここには「参照渡しって書いちゃえばいいのかもしれないが、実際は値渡しなのでそうは書けない」と言う迷いがみて取れます。 Pythonの「参照の値渡し」とは Pythonの関数への引数の渡し方は「参照の値渡し」と冒頭で述べました。これは実引数のオブジェクト参照の値が仮引数へ「値渡し」されることを意味します。つまりオブジェクト参照のコピーが仮引数に渡されます。 「参照の値渡し」を説明するために、まずは次のような関数を定義します。この関数は引数としてリストを受け取ります。 >>> def change_element(x): ... print(id(x)) ... x[0] = 10 ... x = "str" ... この関数は最初に仮引数xが参照するオブジェクトの識別値（id()関数が返す値）を表示します。それからリストの1番目の要素を変更し、最後に仮引数xの値を文字列オブジェクト（"str"）へのオブジェクト参照へ変更しています。 この関数を使う次のコードを実行します。 >>> a = [1, 2, 3] >>> id(a) 4429915968 >>> a [1, 2, 3] >>> change_element(a) 4429915968 >>> […]

「2つのオブジェクトが等しいか」を比べるとき、オブジェクトの「同一性(identity)」と「同値性(equivalence)」の2つの比較があります。 同一性と同値性（等価性）とは ある参照が指しているオブジェクトと別の参照が指しているオブジェクトが「同一」であるというのは、2つの参照が同じオブジェクトを指している場合です。つまりオブジェクトの「同一性（identity）」とは、2つの参照が同じオブジェクトを指しているかどうか、言い換えれば2つの参照の値が同じかどうかを判定することです。 一方、2つのオブジェクトが同じ値（内容）であれば2つのオブジェクトは「同値」であるといいます。これは「同値性（equivalence）」の判定です。 実際にこれらの意味をコードで確認してみましょう。 >>> x = [1, 2, 3] >>> y = x >>> z = [1, 2, 3] >>> id(x) 4559016832 >>> id(y) 4559016832 >>> id(z) 4559016576 >>> x [1, 2, 3] >>> y [1, 2, 3] >>> z [1, 2, 3] Pythonのオブジェクトは、オブジェクトごとにユニークな整数値（識別値）を持っています。組み込みのid()関数はこの識別値を返します。 つまり識別値が同じであればオブジェクトは同一です。一方、異なるオブジェクトでは必ず識別値が異なります。 これを踏まえて先程の出力結果を見てみましょう。変数xと変数yが指すオブジェクトの識別値は同じです。つまりこれらの参照はどちらも同じオブジェクを指しています。言い換えれば2つの参照が指すオブジェクトは「同一」です。 一方、変数zが参照するオブジェクトの識別値は変数xや変数yが指すオブジェクトの識別値とは異なります。これは変数zが指すオブジェクトと変数xや変数yが指すオブジェクトは「同一ではない」ということになります。 しかし、いずれの変数が指すオブジェクトも同じ値（内容）を持っています。これらのオブジェクトはどれもリストで要素として整数1、2、3を同じ順番で保持しています。 「同値性」に関していうと、変数x、変数y、変数zが指すオブジェクトはいずれも「同値」であるといえます。 同一性の判定には演算子isを使う Pythonで同一性を判定するには演算子isを使います。isはid()関数を使って同一かどうかを判定します。つまり、さっきオブジェクトの識別値を目で見て比較していた方法と同じです。 >>> x […]

テキストの設定ファイルなどで、最後の行を改行コードで終わらすべきか、改行コード無しで終わらすべきかで迷ったことはありませんか？ 仕事で使っているアプリケーションの中には、読み込むテキストデータの最後の行に改行を入れてはダメなものがいくつもありました。 その作りはどうなのかと思いますが、このアプリケーション、動作の結果から推測すると最後の改行コードの後、空文字列のデータ行があるように処理をしているように見えました。 Pythonでプログラムを作っているとき、ふと「Pythonで行を読み込んだときはどうなる？」か気になりましたので試してみました。 改行コードで終わっているテキストと終わっていないテキストを読み込む 実際に改行コードで終わっているテキストと終わっていないテキストをPythonで読み込んでみましょう。 最初に読み込むテキストを用意します。str1は改行コード（LF）で終わっている文字列、str2は終わっていない文字列です。これをファイルに書き込みます。 >>> str1 = 'First\nSecond\n' >>> str2 = 'First\nSecond' >>> open('nl_included', 'wt', newline='').write(str1) 13 >>> open('nl_included', 'wt', newline='').write(str2) 12 これをテキストエディタで見ると次のようになります。カーソルがあるところがファイルの末尾です。 さて、これを読み込むとどうなるか見てみましょう。 まずは、改行コードで終わっているファイルです。Pythonに改行コードをいじってほしくないので、open関数に「newline=''」を指定しています。 >>> f = open('nl_included', newline='') >>> included = f.readlines() >>> included ['First\n', 'Second\n'] readlines()は1行ずつ読み出して、1行分の文字列を要素に持つリストを返します。返されたリストを見てみると、2行分の要素があります。 期待していた通りです。最後の改行コードの後に余計なものは付いていません。 改行コードで終わっていないファイルも読み込んでみましょう。 >>> f = open('nl_not_included', newline='') >>> not_included = f.readlines() >>> not_included […]

Python3でテキストファイルをプログラムに読み込む、あるいはプログラムからテキストをファイルに書き込むときに、改行コードはどうなるんだろう？と思ったことはありませんか。 この記事ではPython3のopen()関数でテキストファイルを読み込むとき改行コードはどうなるの？プログラムがテキストをファイルに書き込むとき改行コードは何になるの？と言った疑問にお答えします。 改行コードとは プログラムを書く方はご存知だろうが、OSによって使用される改行コードは異なります。現在使われている改行コードには次の3つがあります。 LF Line Feed（ラインフィード）と呼ばれる制御文字。Unix、Linux、Macで改行コードとして使われている。エスケープシーケンスで表すと「\n」。 CR Carrige Return（キャリッジリターン）と呼ばれる制御文字。古いMacで改行コードとして使われていた。エスケープシーケンスで表すと「\r」。最近のMacではLFが使われているので、もはやこの改行コードのテキストに出会うことはないかも。 CR＋LF（CRLF） 上記の2つの制御文字が連続したもの。Windowsがこれを改行コードとして使っている。 改行コードの違いを意識してプログラミングしないとトラブルになることがあります。 例えばCRLFを期待しているプログラムがLFのみのテキストファイルを読み込むと、CRLFが一つも見つからないので、テキスト全体を1行として読み込んでしまいます。 一方、LFのみの改行コードを期待しているプログラムがCRLFのテキストファイルを読み込むと、行に分割したとき（つまりLFで分割）に、行末にCR文字が残ってしまいます。Windowsで編集したファイルをLinuxなどに持っていく場合、よくこのミスで問題が起きます。 なお改行コードCRは、現在あまり使われていませんので、この記事では詳しく扱いません。 open()関数のnewline引数 open()関数には改行コードを制御するnewlineという引数があります。ファイルの読み書き時に改行コードがどうなるかは、実はこのnewline引数に渡す値によって決まります。 なお、改行コードはテキストファイル特有のものですので、ファイルをテキストモード以外で開いた場合は改行コードを気にする必要はありません（改行コードは制御文字なのでそもそも改行コードは存在しない）。 この後はにファイルを読み込むときと書き込むときに分けて順に説明します。 open()関数でテキストファイルを読み込むときの改行コード まずはopen()関数でテキストファイルを読み込んだときの改行コードについて説明します。 newline引数に渡す値と、そのときの動作を次の表にまとめました。 newline引数の値動作の説明 None universal newlinesモードが有効になる。従って、読み込むとき「\n」、「\r」、「\r\n」を改行コードと認識する。認識された改行コードは呼び出し元へ返す前に「\n」に変換される。 '' universal newlinesモードが有効になる。従って「\n」、「\r」、「\r\n」を改行コードと認識する。改行コードは変換されないでそのまま呼び出し元へ返される。 '\n', '\r', '\r\n' newline引数に指定された文字列を改行コードと認識する。改行コードは変換されず、そのまま呼び出し元へ返される。 newline引数のデフォル値はNoneです。つまりnewline引数を省略するとNoneを渡すのと同じです。 universal newlinesモードとは「\n」、「\r」、「\r\n」のいずれでも柔軟に改行コードとして認識するモードです。例えばCRLFのファイルを読み込むと「\r\n」が改行コードと認識され、 LFのファイルなら「\n」が改行コードと認識されます。 つまり、universal newlinesモードが有効であれば、プログラムではテキストファイルにどんな改行コードが使われているかを意識せずに、行の処理ができるようになります。 newline数にそれぞれの値を渡したときの実際の動作例は、後ほど説明します。 open()関数でテキストファイルに書き込むときの改行コード open()関数でテキストファイルにテキストを書き込むとき、newline引数に渡す値にどのような動作になるかは、次の表のようになります。 newline引数動作の説明 None 書き出すテキストの「\n」を、システムデフォルトの改行コード os.linesep に変換する。 '' または '\n' テキストは何も変更されず、そのまま書き出される。 '\r' または '\r\n' […]