[python3]この関数の説明をしていただけないでしょうか

Question

python初心者のものです。

あるサイトで初心者用のデコレータ関連の記事を読んでいて自分でコードを書いていじっていたところ、
どうしても仕組みを理解できない関数（といっていいのかわかりませんが…）が出来上がってしまいました。
エラーが発生しないので、ますますわかりません。どなたか教えていただけないでしょうか。

コードは下記です。

def scramble(egg):
    def _scramble():
        return "scramble " + egg() + "!"
    return _scramble

def potato():
    return "egg"

if __name__ == '__main__':
    scramble_egg = scramble(potato)
    print(scramble_egg()) 

#scramble egg! が表示されます

scramble()関数を引数potatoで呼び出すということだと思うのですが、
potato()関数がないと「potatoが定義されていない」というエラーになります。
potato()は一切かかわていないと思うのですが…。

ためしにtypeで型を調べてみました。

print(type(potato))　#func
print(type(potato())) #str

これはつまりscramble()の引数potatoは関数で、
関数が呼ばれてeggがreturnされ、scramble()の引数にeggが入ったということでしょうか？

よろしくおねがいします。

Answer 1

名前の付け方が少し混乱しているようなので整理してみました。これはクロージャという手法(仕組み？)ですが、リスト内包記法と同様に頭が慣れるまでは難しく感じるかもしれません。コメントも追加したので参考にしてみてください。

def scramble(fn):
    '''関数を受け取って少し手を加えた関数を返す

    関数に手を加えるのでデコレーターとも言います
    '''
    def closure():
        return "scramble " + fn() + "!"  # 元の関数を呼び出してその戻り値に手を加えて返します
    return closure  # 元々の関数ではなくて関数の中で定義した関数を返します

def potato():
    return "potato"

@scramble  # 特殊な書き方でこう書くと関数がデコレートされます
def egg():
    return "egg"

if __name__ == '__main__':
    print(egg())  # すでにデコレート済みなので「scramble egg!」と表示
    scramble_potato = scramble(potato)
    print(scramble_potato())  # 上の行で素のpotatoをデコレートしたので「scramble potato!」と表示

Comments

[matsukogo]

ご丁寧にありがとうございます。デコレータもクロージャもいろんな説明を読んだのですが、理解するにはまだかかりそうです･･･。ご説明いただいた内容を参考にさせていただきます。取り急ぎ感謝申し上げます。

Answer 2

これはつまりscramble()の引数potatoは関数で、
関数が呼ばれてeggがreturnされ、scramble()の引数にeggが入ったということでしょうか？

その認識は異なります。Pythonでは、関数そのものを渡すことが可能です。

def hoge():
    print('hoge')

def spam_ham(func):
    print('spam')
    func()
    print('ham')

spam_ham(hoge)

"""実行結果
spam
hoge
ham
"""

関数の実行結果が渡されるわけではありません。
(実行されてから渡されるなら、第一行目にhogeと表示されるはず)

---

上記の例に加えて、こちらの例も示したいと思います。

def fuga():
    return 'fuga'

func = fuga    # 関数を代入
text = fuga()  # 関数の実行結果を代入

print(type(func))    # <class 'function'>
print(type(text))    # <class 'str'>

func()         # 関数は呼び出せる
# text()       # 関数じゃないから呼び出せない

---

これ以降、デコレータとは何ぞや、クロージャとは何ぞや、という理解が必要ですが、
そちらに関しましてはYouheiSakuraiさんの非常に丁寧かつ明確な回答をご覧ください。

Comments

[matsukogo]

ありがとうございます。大変理解が深まりました。クロージャやデコレータに関してはいまだにイマイチ理解ができていない部分が多いので今後勉強していきます。取り急ぎ感謝申し上げます。