関数の実行に()を付けるときと付けない時の違いを教えてください。

Question

質問です。

・このコードのprint(sorted(abs_list, key = my_abs))のsorted()の中身がどんな仕組みで実行されてるのか分からないです。

・my_abs(num)のnumがどうやって入れられてるのか分からないです。abs_listのことだと思うんですけど、なんでそこに入れられるのか疑問です。

・関数を利用する時は関数の後ろに()を付けることで実行されるってあったんですけど、()が無くても実行されることってあるんですか？

・今回のコードの場合、関数が「my_abs」で、実行するなら「my_abs()」とせずにそのままするのは何故ですか？
このコードの実行の部分は、print(sorted(abs_list, key = my_abs))のmy_absの部分で合ってますよね？

・疑問に思って()をつけて実行するとエラーになりました。
実行する場合、どういう時に関数の後ろに()を付けたり外したりするのか分からなくなってしまいました。教えてください。
初歩的な質問ですみません。

該当のソースコード

abs_list = [-4, 8, 3, -7, 0, 2]
def my_abs(num):
    if  num < 0:
        num *= -1
    return num
print(sorted(abs_list, key = my_abs))

ちなみに実行結果は
[0, 2, 3, -4, -7, 8]
です。

Answer 1

まず前提としてPythonでは関数もオブジェクトして扱われます。
すなわちc = my_funcのようにに関数名にカッコをつけないと、cには関数がオブジェクトとして代入されます。
そのうえでc(123)のようにカッコをつけると、cに格納された関数が呼び出されます。

次にsorted(iterable, *, key=None, reverse=False)によると

key には 1 引数関数を指定します。これは iterable の各要素から比較キーを展開するのに使われます (例えば、 key=str.lower のように指定します)。

とありますが、1 引数関数を指定とは、一つの引数をとる関数（オブジェクト）を指定するということです。
sortedでは、内部でこの関数を各要素に対して呼び出すことによりソートを行っています。

以上を踏まえると

・my_abs(num)のnumがどうやって入れられてるのか分からないです。abs_listのことだと思うんですけど、なんでそこに入れられるのか疑問です。

sortedが内部で入れてくれています。

・関数を利用する時は関数の後ろに()を付けることで実行されるってあったんですけど、()が無くても実行されることってあるんですか？

「実行」されることはないです。しかし前述のような仕組みで間接的に実行することができます。

・今回のコードの場合、関数が「my_abs」で、実行するなら「my_abs()」とせずにそのままするのは何故ですか？

sorted内部で実行する関数を、key=my_absと記述することで関数オブジェクトとして指定（渡して）います。

このコードの実行の部分は、print(sorted(abs_list, key = my_abs))のmy_absの部分で合ってますよね？

はい。sorted内部で実行されます。

以下、以上の説明のまとめとしてsortedと同じ仕組みのcalcedという関数例を示します。

# リストの各要素に対して何らかの計算をする関数
# calc_funcには「何らかの計算」を行う関数を指定する
def calced( lst, calc_func):
    ret = []
    for n in lst:
        # この場合は実際にはmy_calcが呼ばれる
        c = calc_func(n)
        ret.append(c)
    return ret


def my_calc(n):
    return n*n


# 通常の関数呼び出し
print( my_calc(2)) # 4

# 関数もオブジェクトなので変数として代入できる
c = my_calc
print(c) # <function my_calc at 0x0000012C60E7F4C8>

# cにカッコをつけると関数を実行することができる
print(c(3)) # 9

# calced内部で利用する関数としてmy_calcを指定する
lst = [1,2,3]
ret = calced( lst, my_calc)
print(ret) # [1, 4, 9]

Comments

[wafflar]

こんなに色々と丁寧に答えてくださり、例までも書いてくださりありがとうございます！
理解力があまりなく、まだ１００％分からないですが、何十回も読み返して自分なりに分かるように頑張ります！
本当にありがとうございます！！

Answer 2

今回のコードの場合、関数が「my_abs」で、実行するなら「my_abs()」とせずにそのままするのは何故ですか？

関数そのものを引数として渡すからです。my_abs()とすると、関数を実行した結果を渡すことになります。

Answer 3

直接の回答ではないですが、Pythonインタープリタを起動して実験してみると、理解が早まったりしないでしょうか？

$ python3
Python 3.7.6+ (heads/3.7:5c08bfe, Jan 15 2020, 14:04:23) 
[GCC 7.4.0] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> def my_abs():
...     return "Hello"
... 
>>> my_abs
<function my_abs at 0x7f02fd35fef0>
>>> my_abs()
'Hello'
>>> f = my_abs
>>> f
<function my_abs at 0x7f02fd35fef0>
>>> f()
'Hello'
>>> f = my_abs()
>>> f
'Hello'