python3 「self」とは何なのでしょうか？

Question

環境

Python3.6.3

前提

オブジェクト指向は得意ではありません。
Pythonも今まで手続き型で書いておりました。

質問

Pythonのメソッドで渡す「self」とは何なのでしょうか？

手続き型で書いていたときも、tkinterのマウスアクションで呼び出されるメソッドにも、メソッドの引数にselfを書いていました。書かないとエラーも出ますし……
なのでおまじない的に書いておりました。

しかし、最近業務でもPythonを使い始め、オブジェクト指向型でコードを書いているのですが、
このselfの意味がわからずモヤモヤし始め、質問させていただいております。

ちょいちょい調べていると、どうもプロパティなどにアクセスするときに使うもの……のようにも見えますが……

ご存知の方がいらっしゃいましたら、ご教示いただけますと幸いです。

Answer 1

少し深い話をします。今はわからなくても、大丈夫ですので、読み物程度でお読みください。

selfを「インスタンスメソッドにおけるレシーバーのインスタンスオブジェクト自身」と思っていてもほとんどの場合は問題はありませんが、Pythonの文法上はそのコードは偶々そうなっているにすぎないという話です。

まずは、サンプルコードを作りましょう。

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def overAge(self, age):
        return self.age >= age

    def say(self):
        print('私の名前は%sです。' % self.name)

taro = Person('太郎', 18)
taro.say()
if taro.overAge(20):
    print('%sは成年です。' % taro.name)
else:
    print('%sは未成年です。' % taro.name)

さて、上のコードでのselfの正体ですがただのメソッドの仮引数です。それ以上でもそれ以下でもありません。他のnameやageと言った仮引数と同等の価値しかありません。selfと付けているのは単に慣習やコーディング規約であり、hogeと名付けても正常に動きます。

class Person:
    def __init__(hoge, name, age):
        hoge.name = name
        hoge.age = age

    def overAge(hoge, age):
        return hoge.age >= age

    def say(hoge):
        print('私の名前は%sです。' % hoge.name)

taro = Person('太郎', 18)
taro.say()
if taro.overAge(20):
    print('%sは成年です。' % taro.name)
else:
    print('%sは未成年です。' % taro.name)

ましてや、メソッド同士で同じ名前にする必要すらありません。

class Person:
    def __init__(foo, name, age):
        foo.name = name
        foo.age = age

    def overAge(bar, age):
        return bar.age >= age

    def say(baz):
        print('私の名前は%sです。' % baz.name)

taro = Person('太郎', 18)
taro.say()
if taro.overAge(20):
    print('%sは成年です。' % taro.name)
else:
    print('%sは未成年です。' % taro.name)

上の三つのコードは全て同じ動作になりますし、同じ結果になります。selfはそのオブジェクト自身と教わったはずなのに、selfじゃなくてもいいなんて、ますますわからなくなりましたね。それを理解するには、メソッド呼出しの仕組みを知る必要があります。

Pythonの素晴らしいところは、インスタンスメソッドとクラスメソッドの区別が無い事です。もっと言うと全てクラスメソッドです。インスタンスメソッド呼出しだと思っていたものは、第一引数に自分自身を入れてクラスメソッドを呼び出しているに過ぎません。

説明は以上ですが、もうちょっと詳しく見ましょう。オブジェクト指向のメソッド呼出しは「レシーバー」と「メソッド」と「引数」の組合せです。

レシーバー . メソッド ( 引数... )

こんな感じが基本形であり、Pythonも同じです。でもここからがPythonの素晴らしいところです。Pythonでこのようなコードを書いた場合、次のように解釈されます。

レシーバーのクラス . メソッド ( レシーバー, 引数... )

そうです。クラスメソッドの呼出しになっているのです。上のコードの後半をクラスメソッドを呼び出す形で書き直すと次のようになります。

taro = Person('太郎', 18)
Person.say(taro)
if Person.overAge(taro, 20):
    print('%sは成年です。' % taro.name)
else:
    print('%sは未成年です。' % taro.name)

全く同じように動作します。クラス定義にあるメソッドの定義と引数が合うようになりましたので、taroがselfの実引数として呼び出されているのがわかると思います。

では__init__はどうなのかというと、これもオブジェクト生成というコードにはあらわれない処理をしてから、Person.__init__(生成したオブジェクト, 18)を呼び出して、最後に生成したオブジェクトを返しているだけになります。

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どうですか？わかりましたか？もっと詳しく知りたいのであれば、下記も参考になるでしょう。
参考: クラス — Python 3 ドキュメント
今はよくわからなくて、selfはメソッドを呼びだしたインスタンスオブジェクト自身と思っていても大丈夫です。ですが、深いところを知っておくことは悪いことではありません。時が経ってからでも良いので、読み返してみてください。

Answer 2

selfは名前のとおり、インスタンス自身のことです。クラスから作られたインスタンス自体を指します。
例えば以下のようなクラスの場合、

class Cat:
    def __init__(self, color):
        self.color = color

    def walk(self):
        return "A " + self.color + " cat is walking"

self.color = colorの部分で、インスタンスに紐づく変数(インスタンス変数)としてcolorを定義しています。=の右側にあるcolorは引数として渡してきた値です。
こうすることで、

jack = Cat("black")
print(jack.color) # black

というように、クラスの外側で作ったインスタンスからアクセスできます。
もし左側のself.colorを単にcolorとしてしまうと、それはその関数の中でしか使えないローカル変数になってしまいます。そのため、外からアクセスすることができません。

また、メソッドの第一引数にselfが入っているのも、メソッド内でインスタンス変数にアクセスするために、インスタンスを指定する必要があるからです。
上の例では、walkメソッドの引数にselfを指定し忘れると、self.colorを取り出すことができません。

Comments

[nnahito]

ご回答ありがとうございます。

なるほど、PHPでいう「public」と「private」の設定を、メソッドの引数にselfを渡すか渡さないかで決定すている感じですね。
ありがとうございます！