Python：return文での値の返し方

Question

Pythonの関数でreturn文を書く際の値の返し方についての質問です。

関数内でなんらかの処理をして算出された値をリストにして返したいときに、
returnの部分でリストを作成する操作をするよりも、あらかじめ変数にしてしまって返したほうがよいのでしょうか？

def function():
  lst = [1, 2]
  a = lst[0] + lst[1]
  b = lst[0] - lst[1]
  c = lst[0] * lst[1]
  d = lst[0] / lst[1]
  return list((a, b, c, d))

このような返し方をするのと、

def function():
  lst = [1, 2]
  lst2 = []
  a = lst[0] + lst[1]
  lst2.append(a)
  b = lst[0] - lst[1]
  lst2.append(b)
  c = lst[0] * lst[1]
  lst2.append(c)
  d = lst[0] / lst[1]
  lst2.append(d)
  return lst2

以上のような返し方をするのとでは処理に違いが生じているのでしょうか？
ご教示いただけますと幸いです。よろしくお願いいたします。

Answer 1

上は(a,b,c,d)のtupleを作ってからlistに変換、下はlst2 = []を作ってそれぞれをappendですから、処理の内容は違います。

パフォーマンスはともかく、下のコードはやたら冗長ですから、避けたほうが良いでしょう。

---

「listを返したい」ということであれば、私ならこう書くと思います。

def function():
    lst = [1, 2]
    a = lst[0] + lst[1]
    b = lst[0] - lst[1]
    c = lst[0] * lst[1]
    d = lst[0] / lst[1]
    return [a, b, c, d]

Comments

[Ykkykk]

ご回答いただきありがとうございます。一つ目はタプルを作ってからリストに変換という処理になっているのですね。
returnの部分でリストを作成する操作をした方がすっきりする感じですね。
ありがとうございました！

Answer 2

私なら、タプルのまま返して呼び出し元でリストに変換します。

def function():
    lst = [1, 2]
    return lst[0]+lst[1], lst[0]-lst[1], lst[0]*lst[1], lst[0]/lst[1]

ret = function()
print(ret, list(ret))

実行結果 Wandbox

(3, -1, 2, 0.5) [3, -1, 2, 0.5]

個人的には、イテラブルな返り値をリストに変換するのは呼び出し元の責任だと思っています。

#####理由
ぱっと思い付いた理由は、次の二つです。

処理が関数の実装に影響されること
関数がグローバルなリストを返してくる恐れがあります。
返り値を安心して使うためには、どちらにせよオブジェクトを再生成しなくてはいけません。

例えば、こんなふうに関数が実装されていたとします。

def function():
    return lst

返り値の使い方に依っては、副作用が生じます。

>>> lst = []
>>> ret = function()
>>> ret.append(42)
>>>
>>> print(lst)
[42]
>>> ret is lst
True

>>> lst = []
>>> ret = list(function())
>>> ret.append(42)
>>>
>>> print(lst)
[]
>>> ret is lst
False

---

遅延評価のメリットを潰しかねないこと
関数をジェネレータとして実装することで、パフォーマンスの向上を図ることができます。

例えば、長い時間を要する処理を繰り返す関数があるとします。
そのような関数は、ジェネレータ関数として実装することで処理を分散するのが一般的です。

def function():
    for _ in range(3):
        print('wasting time...')
        yield 42

全体の実行時間は短縮されませんが、待ち時間の集中に依るストレスは幾分か緩和されます。

>>> for e in function():
...     print('got e')
...
wasting time...
got e
wasting time...
got e
wasting time...
got e
>>>

返り値をリストとして得たい場合は、呼び出し元で明示的に変換してやります。

>>> lst = list(function())
wasting time...
wasting time...
wasting time...
>>>

最初からリストを返すような実装だと、目的に応じて使い分けられるメリットが潰れます。

おまけ

変わり種。

import operator as op


def function():
    return map(
        lambda f: f(1, 2),
        [op.add, op.sub, op.mul, op.truediv]
    )

ret = function()
print(ret, list(ret))

実行結果 Wandbox

<map object at 0x7fe52abcf080> [3, -1, 2, 0.5]

Python2.7のmapはリストを返す仕様でした。
3.0以降でイテレータを返す仕様に変更されたのは、前述の二番目の理由に依るものです。

Comments

[Ykkykk]

ご回答いただきありがとうございます。
そういった考え方が全くわからないため質問いたしました。
呼び出し元でリストにする方が良いという考え方もあるのですね。
また、変わり種のやり方についてもお教えいただきありがとうございます。勉強になりました。
ありがとうございました！

[LouiS0616]

呼び出し元でリストに変換する方が良いと思う理由について追記しました。
それなりにややこしい話であるうえに、じゃっかん質問の本旨から逸れてしまいましたので、気が向いたときにでもご覧いただければ結構です。

[Ykkykk]

詳細な解説までご追記くださりありがとうございます。
こういった考え方については解説用のサイトや書籍では見たことがないため、大変勉強になります。
ありがとうございます。