Pythonのクラスの（コンストラクタ）__init__について。

Question

Python初心者です。
単純で馬鹿馬鹿しい質問にはなりますがご回答お願いいたします。

pythonでClassを定義する際、コンストラクタである
init(self, arg1, arg2,・・・)
と記述しますが、コンストラクタの引数に指定する物とコンストラクタの引数に指定しない物の違いは何ですか？
わかりにくくて申し訳ありません。コードは載せます。

下記の例だと、
コンストラクタ内に
self.weight = np.random.uniform(-1.0, 1.0, 3)
と処理が書かれていますが、引数にweightが指定されていません。

また、
def plot_line(self,n,last):
の部分では、引数に(n, last)が指定されていますがコンストラクタを定義する際に
init(self, n, last)と記述しなくても良いのでしょうか？
詳しい方教えてください。
初心者なので深く理解できていないです。

import numpy as np
import matplotlib.pylab as plt

# パーセプトロンクラス
class PerceptronClassifier:

    def __init__(self, alpha, t , x):
        self.alpha = alpha
        self.weight = np.random.uniform(-1.0, 1.0, 3)   # -1.0～1.0の乱数を３つ
        self.x = x
        self.t = t
        # 点を描画
        self.plot_pixels()
    # 点を描画する    
    def plot_pixels(self):
        # 点を画面に描画
        for p,type in zip(self.x,self.t):
            print(p,":",type)
            if type == 1:
                plt.plot(p[0],p[1],"o",color="b") # 1は青い○
            else:
                plt.plot(p[0],p[1],"x",color="r") # 0は赤い×
                
    #　学習
    def learn(self):
        updated = True
        n = 0
        while updated:
            updated = False
            for category, features in zip(self.t, self.x):
                predict = self.classify(features)   # 点が上か下かを評価
                if predict != category:
                    # 線の描画
                    self.plot_line(n,False)  
                    # 重みの更新
                    t = 2 * (category - 0.5)    # category0なら-1、category1なら1
                    self.weight = self.weight + self.alpha * t * np.append(features, 1)                                
                    updated = True
                    n = n + 1
        # 確定した線を描画する
        self.plot_line(n,True)
        
    # 線の表示
    def plot_line(self,n,last):
         print(n,":",self.weight)
         plt.xlim([-0.1,1.1]) # Xの範囲は-0.1から1.1
         plt.ylim([-0.1,1.1]) # yの範囲は-0.1から1.1
         if self.weight[1] != 0:
             x = np.arange(-0.1,1.1,0.1)  # xの値域(0, 1, 2, 3)
             y = -self.weight[0] / self.weight[1] * x - self.weight[2] / self.weight[1]
         elif self.weight[0] != 0:
             y = np.arrange(-0.1,1.1,0.1)
             x = self.weight[2] / self.weight[0]
         else:
             x = 0
             y = 0
         if last == True:
             plt.plot(x,y,"k-")      # 黒の直線を引く
         else:
             plt.plot(x,y,"g-",linestyle="dotted")      # 緑の直線を引く
             
    #　分類
    def classify(self, features):
        score = np.dot(self.weight, np.append(features, 1)) # 関数による評価
        # ステップ関数で分類
        return self.f(score);

    # 活性化関数（ステップ関数）
    def f(self,x):
        if x > 0:
            return 1
        else:
            return 0
        
    # 処理結果の表示
    def plot_show(self):
        plt.show()


def main():
    # 点の座標
    x = np.array([[0, 0],[0,1],[1,0],[1,1]])
    # 手の野種類（○：1 ×:0)
    t = np.array([0,1,1,1])    
    # サイズを２にして、αを0,1二設定
    classifier = PerceptronClassifier(0.05,t,x)
    # 学習フェーズ
    classifier.learn()    
    # 結果の描画
    classifier.plot_show()

if __name__ == "__main__":
    main()

Answer 1

コンストラクタに限らず、pythonの（インスタンス）メソッドは「第一引数にオブジェクト自身を受け取る以外はほぼ普通の関数」と考えれば良いです。
（インスタンスメソッドになる通常のメソッド以外にclassmethodとstaticmethodというものもあり、こちらはまた違う仕組みだが使う機会は少ないので割愛）

雑に言ってしまえば、

class A:
    def __init__(self, arg):
        self.x = arg

a = A("hoge")

とするのと、

class A:
    def __init__(self):
        pass

a = A()
a.x = "hoge"

とするのは概ね同じです。後者のようにインスタンスを作る度に属性を付与するコードを書くのはどう考えても面倒ですから、__init__の中に書けば、オブジェクト生成時に自動的に__init__が呼ばれてselfに属性をぽんぽん追加したりできる……という仕組みがあるだけです。

そして__init__が「オブジェクト生成時に呼ばれる、第一引数にオブジェクト自身を受け取る以外はほぼ普通の関数」なら他の（インスタンス）メソッドは「第一引数にオブジェクト自身を受け取る以外はほぼ普通の関数」ですから、

class A:
    def __init__(self, arg):
        self.x = arg
    def printx(self):
        print(self.x)

a = A("hoge")
a.printx() # => hoge

という風に、__init__のときにselfに対して追加したx属性を後で他のメソッドから使えます。

self.weight = np.random.uniform(-1.0, 1.0, 3)

と処理が書かれていますが、引数にweightが指定されていません。

する必要がありません。pythonは好きな名前でオブジェクトに属性を追加できますから。

def plot_line(self,n,last):

の部分では、引数に(n, last)が指定されていますがコンストラクタを定義する際に__init__(self, n, last)と記述しなくても良いのでしょうか？

する必要がありません。(n, last)はしょせんplot_lineの仮引数に過ぎません。

Comments

[rgb_nk]

本当にわかりやすかったです！
ご丁寧にありがとうございました！
また質問があった時是非お願いいたします！