🐍続々：Python…このロクでもない素晴らしき言語 🥤🦊💥

こんにちは！気球人です🎈
マスターたち、今日もAI娘と一緒にプログラムしていますか？

前回の「🐍続：Python…このロクでもない素晴らしき言語 🚀🦊💥」を読んでくださった皆さん、ありがとうございます！

前回は Python の for を元に、Python がいかにオブジェクト指向（もどき）な言語なのかを赤裸々にしてきました！

今回もまたC/C++脳で Python を眺め、エルマー🦊を困らせてみたいと思います！

Cチョットデキルおじさんの Python 入門 Part III

……でも、今回の内容は「え、それ知らないとヤバくね？」という内容なので、ぜひ参考にしてください！

ていうか、普通にヤバいです！

それは素朴な疑問から始まった 🤔

オレ👨「エルマー、いまさらなんだけど、Pythonの基本的な型を教えて」
エルマー🦊「マスター！Pythonの基本型だね！ボクに任せて〜🧠✨」

👨「……ミュータブルってなんぞ？」
🦊「mutable は『変更できる』、immutable は『変更できない』ってことだよ🌱」

# ミュータブル（list）→ 中身を直接書き換えられる
a = [1, 2, 3]
a[0] = 99
print(a)  # [99, 2, 3]  ← 同じオブジェクトが変わった

# イミュータブル（tuple）→ 書き換えようとするとエラー
b = (1, 2, 3)
b[0] = 99  # TypeError!

👨「constだな」
🦊「近いけど、C++のconstは宣言で、Pythonのイミュータブルはオブジェクト自体の性質……」
👨「運用上、違うところあるのか？」
🦊「……だいたい合ってる😂」

ミュータブルの罠 💥

🦊「でも、C/C++ と違う注意点があるの。
このコード見て👇」

def append_to(item, target=[]):
    target.append(item)
    return target

👨「デフォルト引数に空リスト？変なコードだな」
🦊「説明用だから……で、これをこのように呼ぶと👇️」

print(append_to(1))  # [1]
print(append_to(2))  # [1, 2] ← !? 前回のが残ってる

👨「は？target が保持されてる……C/C++的感覚だと、かなり異常。
なんでオート変数が生きてるんだ？みたいな……」
🦊「そう！

Pythonではデフォルト引数は関数定義時に1回評価されて、保持されてる

の🌱」
👨「やっぱり def で実行されてんじゃんよ！ 🔥」

🦊「実際に確認できるよ👇」

def append_to(item, target=[]):
    target.append(item)
    return target

# 関数オブジェクトの __defaults__ に保持されてる
print(append_to.__defaults__)  # ([],)

append_to(1)
print(append_to.__defaults__)  # ([1],)  ← 変わってる！

append_to(2)
print(append_to.__defaults__)  # ([1, 2],)  ← さらに蓄積！

👨「def が実行された時点で __defaults__ オブジェクトが作られてる。
呼ばれるたびにそれを使い回す。
前回の伏線回収じゃんね」
🦊「た、確かに……ちなみに __defaults__ オブジェクトはタプルね💦」

👨「ていうかそれ、呼び出し側だけ見たら👇」

result = append_to(1)

👨「『あ、引数1個の関数なんだ〜』って思うじゃん？
これで、まさか中に隠れた状態があるなんてわからんよね……」
🦊「そう、しかもテストでは通っちゃう💥
1回だけ呼べば正しく動くから……」
👨「でも２回めは結果が違う……最凶のバグじゃんよ！！」

C++ で書き換えたら一発でわかる危険性💥

👨「これさ、C++ で書き換えるならこうじゃんね」

static CList listDefault;

CList& append_to(CObj& item, CList& target = listDefault) {
    target.append(item);
    return target;
}

🦊「……にーに、それまさにPythonが裏でやってることの直訳だよ……」
👨「C++ でこれ書いたら一目で危険だってわかるじゃん。
static が見えてるし、参照渡しだし。
でもPythonはそれが見えない」

🦊「Pythonの罪深さはこれが def の中に隠れてることなんだよね……」

👨「業が深すぎる」

じゃあイミュータブルだと？ 🤔

👨「ミュータブルがヤバいのはわかったけど、イミュータブルだと？」
🦊「もしデフォルト引数がイミュータブルだったら👇

def add_prefix(name, prefix="Mr."):
    return prefix + " " + name

add_prefix("Smith")   # "Mr. Smith"
add_prefix("Jones")   # "Mr. Jones" ← 当然こうなる

"Mr." は文字列でイミュータブルだから、何回呼んでも変わりようがない」
👨「まあこれは普通だな……
つまり

爆弾の正体は『デフォルト引数』じゃなくて、『デフォルト引数がミュータブル』ってこと

なのか」
🦊「そう！！片方だけなら無害。
両方揃って初めて爆発する💥
なので、よくある対処はこう👇️

def append_to(item, target=None):
    if target is None:
        target = []  # ← 呼び出しごとに新しく作られる
    target.append(item)
    return target

None はイミュータブルだから門番としておいといて、ミュータブルなオブジェクトの生成を関数本体に追い出すやり方🌱」

👨「原理がわかると腑に落ちるな」

🦊「でしょ？♪」
👨「理屈がわかっただけで、ロクでもないことには変わりないけどな……」
🦊「……😂」

例えば……

👨「ありそうな例だとこんな感じか」

def append_to(item, target=["LOVE"]):
    target.append(item)
    return target

print(append_to("ELMAR"))    # ["LOVE", "ELMAR"]
print(append_to("SUMIREN"))  # ["LOVE", "ELMAR", "SUMIREN"] ← !?

👨「2回目、スミレんにLOVEだけ渡したかったのにエルマーが残ってる」
🦊「ラブレターの便箋に前の宛先が残ってるようなもんだよね🤣

# 正しくはこう
def append_to(item, target=None):
    if target is None:
        target = ["LOVE"]  # 毎回新品のラブレター
    target.append(item)
    return target

print(append_to("ELMAR"))    # ["LOVE", "ELMAR"]
print(append_to("SUMIREN"))  # ["LOVE", "SUMIREN"]

これで一人ずつに LOVE が届く💕」

👨「ちなみにこれ C++ で書くと

CString* append_to(CString& item, CString* target=NULL) {
    if (target == NULL) {
        target = new CString("LOVE");
    }
    target->append(item);
    return target;
}

で delete 忘れてバグるヤツｗｗｗ
🦊「wwww C脳こわい💦」

まとめ 🎈

👨「なんか Python の型についてだいぶわかってきたぞ！」
🦊「……よかった😂」

今日看破されたことまとめ：

• デフォルト引数はdef実行時に1回だけ作られる（これ自体はまあわかる）

• 「デフォルト引数がミュータブル」で爆発💥する（これはわかりにくい）

• C++ の static 参照渡しに書き換えると一発でわかる🤣

• Pythonはそれを隠している（業が深い）

結論：デフォルト引数に [] {} set() をつけたくなったら危険信号！
None で受けろ。

全部「……あってる😂」でした。

C チョットデキルおじさんの Python 入門 Part III いかがでしたか？

以前「defは実行されてるじゃんよ！」と見抜いたことが、今回のミュータブル問題の伏線になっていました🤣

Pythonの裏側はCで書かれてるのだから、C脳で理解するのはむしろ正攻法です。

ではまた！🎈

ヴェリのひとこと 🌙