Python3のデフォルト引数と新しいオブジェクトについて

Question

Python3のデフォルト引数に関する質問となります。
デフォルト引数は、関数の定義時に処理が実行される認識です。

ここで、以下のコードをご覧ください。

def nonbuggy(arg, list=None):
    if list is None:
        list = []
    list.append(arg)
    print(list)

関数の定義時にlistにNoneが代入されるとすれば、初回の呼び出しでlistには空のリストが代入されます。
次からの呼び出しは、listに空のリストが代入された状態で処理が実行されるため、リストの要素がどんどん増えていく認識でした。

しかし実際に試してみると、仮引数argに指定したオブジェクトしか含まれておりません。

>>> nonbuggy('a')
['a']
>>> nonbuggy('b')
['b']

調べてみますと、listがNoneだった場合に空のリストが代入されたlistは、新しいオブジェクトであるようでした。
これは仮引数のlistと関数内で空のリストが代入されたlistは別オブジェクトということなのでしょうか？

お手数ですがご教授頂けますと幸いです。
宜しくお願い致します。

Answer 1

def test(n, lst=[]):
    lst.append(n)
    print(lst)
    print(id(lst))

>>> test(1)
[1]
4468350664
>>> test(2)
[1, 2]
4468350664
>>>

pythonのデフォルト引数は一度しか初期化されません。
その証拠にアドレスは同じです。

Answer 2

listのスコープは関数内でしか有効ではありません。
ですので、nonbuggy()が一回実行を終了した段階で仮引数listはなくなり、次に呼ばれたときに再び生成されます。
2回目の呼び出しで第二引数を指定していないので、listはNoneで初期化される、という流れです。

Answer 3

Pythonの場合、確かに仮引数のデフォルト値は関数オブジェクト自体が保持しています。

>>> def func(a, b=[], c='spam'):
...     print(a, b, c)
...
>>> func(0)
0 [] spam
>>>
>>> func()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: func() missing 1 required positional argument: 'a'
>>>
>>> func.__defaults__
([], 'spam')
>>>
>>> func.__defaults__ = 42, {}, 'ham'     # しかも変更可能な謎仕様
>>> func()
42 {} ham

ただし、変数への再代入が行われたなら、それは同名であるだけで別のオブジェクトです。

>>> def func(arg=[], flag=False):
...     if flag:
...         arg = []
...     arg.append(0)
...     return id(arg), arg
...
>>> func()
(1989418613576, [0])
>>> func()
(1989418613576, [0, 0])
>>> func()
(1989418613576, [0, 0, 0])
>>>
>>> func(flag=True)              # このときローカル変数argが作られるが、
(1989418613000, [0])
>>>
>>> func()
(1989418613576, [0, 0, 0, 0])    # 関数に結び付いているデフォルト値は変わらない
>>>
>>> func(flag=True)              # ローカル変数は毎回別物
(1989418613512, [0])
>>>
>>> func(flag=True)              # idが被ることもあるが、使い捨てのオブジェクトなら問題ない
(1989418613000, [0])

Comments

[maisumakun]

Pythonだと、「arg=[]」でできる配列は常に同じオブジェクトになるんですね。Rubyだとデフォルト引数も呼び出しごとに評価されるので、配列を書いても実行ごとに別物になります。

[LouiS0616]

Pythonのデフォルト値は、関数オブジェクト自体に結び付いているのです。
あまりに独特な挙動であるため、仕様のバグだという人もいます。

なぜオブジェクト間でデフォルト値が共有されるのですか？
https://docs.python.jp/3/faq/programming.html#why-are-default-values-shared-between-objects

Answer 4

これは仮引数のlistと関数内で空のリストが代入されたlistは別オブジェクトということなのでしょうか？

いえ、listは関数の呼び出しごとに別物となります。なので、2回nonbuggyを実行すれば、2回ともlist is Noneなので、初期化は関数実行ごとに行われ、関数終了とともに破棄されます。