a=np.array()とした時のaとprint（a）の違いについて

Question

###in

import numpy as np
a = np.array([1, 2, 3])

a
print(a)

###out

array([1, 2, 3])
[1 2 3]

###疑問点
ここでaとarray([1, 2, 3])は同じものな筈なので

print(array([1, 2, 3]))

とすると

 name 'array' is not defined

というエラーが出ます。
これは何故なのでしょうか？

Answer 1

jupyter上で実行されていると思いますが、人間に読めるように文字列化されるさいに異なる関数(実装)が呼ばれているためです。aはreprが、print(a)はstrが呼ばれます。

通常の実行環境では、以下のようなコードで結果を確かめることができます。

import numpy as np
a = np.array([1,2,3])

# 以下と同じ
print(a.__repr__()) # array([1, 2, 3])
print(a.__str__())  # [1 2 3]

# 以下とも同じ
print(repr(a)) # array([1, 2, 3])
print(str(a))  # [1 2 3]

ここでaとarray([1, 2, 3])は同じものな筈なので

中身は同じものですが、array([1, 2, 3])はあくまで文字列で表現された結果です。
それをそのままコード上で利用できるわけではありません。
提示の場合にはarrayという名前が定義されていないのでエラーとなります。

Comments

[doodai]

なるほど。
僕はaは関数のままだとおもっていたのですが、すでに文字列になっていたのですね。
わかりやすかったです。
ありがとうございました。

[8524ba23]

セルに単に「a」を書いて実行するとa.__repr__が内部で実行されて「結果(out)として」文字列が返るようになっています。これはjupyter独特の動作です。
いぜんとして変数aはnumpy.arrayのままです。

[doodai]

そうなんですね！
ありがとうございます。

Answer 2

違いが生じるのは、reprで文字列にするかstrで文字列にするかが違うからですね。

組み込み関数 — Python 3.7.4 ドキュメント　（repr）
組み込み型 — Python 3.7.4 ドキュメント　（str）

name 'array' is not definedとなるのは単にこの名前空間上でarrayが定義されていないからで、具体的にはarrayはnumpyモジュール下にありますから、print(np.array([1, 2, 3]))とすれば意図通り動きます。あるいは、from numpy import arrayと一行加えておけばそのまま動きます。

原理的には、reprの結果は__repr__の実装次第で自由に決められるので、numpy.array([1, 2, 3])とかの文字列を返してくれてもいい訳ですが、numpyの開発者は単に結果をarray([1, 2, 3])とすることを選択した、ということです。

Comments

[doodai]

記事を紹介していただいてありがとうございます。
読み込んで理解を深めたいと思います。

Answer 3

文字列や数値、変数に格納された値などのオブジェクトを標準出力する関数だからです。
array([1, 2, 3])は何れにも該当しません。

Comments

[hayataka2049]

一応、本来はnumpy.array関数を呼び出した返り値（numpy.ndarrayオブジェクト）になるべきなのですが、定義されてないのでしょうがないですね。

[doodai]

なるほど、print関数の定義を間違えて覚えていました。
ありがとうございました。