listに対してappnedするとNoneTypeになる

Question

###困っていること
変数代入に関して「pythonは参照渡しだよ～」という話をしていて，例として値渡しとの差がわかるようなスクリプトを組もうとしました．
ドツボにハマっています．

###作ったもの（困ったもの）
このスクリプト自体は以下の要件を実現するような二次元配列sq_arを作成するためのものです．

• 配列arに，aを1ずつ増やしながら代入していく．
• aを1増やすごとに更新した配列arを二次元配列sq_arに代入していく

sq_arの期待値としては下図のようなものを想定しました．

※初学者への説明を平易にするために要素ではなく中身と表現したものです．

!python -V
def add_el(ar1:list, el1):    #ar1の末尾にel1をappendする関数
    return ar1.append(el1)

a = 0
ar = []
sq_ar1 = []         #参照渡し
sq_ar2 = []         #値渡し

for _ in range(5):
    a += 1
    ar.append(a)
    print("a={}, ar={}".format(a,ar))
    sq_ar1.append(ar)

    print(type(sq_ar2))
    sq_ar2 = add_el(sq_ar2, ar)
    print(str(type(sq_ar2))+"\n")

print(sq_ar1)
print(sq_ar2)

###出力結果
GoogleColabにて実行した結果を以下にリダイレクトします．
参考までに，自分の開発環境で実行しても同じくNoneTypeに対するAttributeErrorで怒られます．

Python 3.6.9
a=1, ar=[1]
<class 'list'>
<class 'NoneType'>

a=2, ar=[1, 2]
<class 'NoneType'>
---------------------------------------------------------------------------
AttributeError                            Traceback (most recent call last)
<ipython-input-13-33bb8542c874> in <module>()
     15 
     16     print(type(sq_ar2))
---> 17     sq_ar2 = add_el(sq_ar2, ar)
     18     print(str(type(sq_ar2))+"\n")
     19 

<ipython-input-13-33bb8542c874> in add_el(ar1, el1)
      1 get_ipython().system('python -V')
      2 def add_el(ar1:list, el1):    #ar1の末尾にel1をappendする関数
----> 3     return ar1.append(el1)
      4 
      5 a = 0

AttributeError: 'NoneType' object has no attribute 'append'

初歩的な理解が不足しているのでしょうか．．．

Comments

[otn]

> 変数代入に関して「pythonは参照渡しだよ～」という話をしていて，

変数への代入が（オブジェクトのコピーでなく）参照の代入であることと、関数（メソッド）引数機構の用語である参照渡し・値渡しの話が、ごっちゃになっていませんか？

[branch]

ごっちゃになるというか，，，そもそも区別して理解していませんでした（！）
基礎を蔑ろにしていたつもりは全くないのですが，これを機に今一度再確認してみようと思います．
補足いただきありがとうございました．

Answer 1

list.appendは常にNoneを返します。
どうしてもリストを返したいなら引数をそのままreturnして下さい。

def add_el(ar1:list, el1):
    ar1.append(el1)
    return ar1

---

リストの挙動とは関係ありませんが、Pythonには参照渡しが存在しないと公式に明言されています。

前提として、Python では引数は代入によって渡されます。代入はオブジェクトへの参照を作るだけなので、呼び出し元と呼び出し先にある引数名の間にエイリアスはありませんし、参照渡しそれ自体はありません。

引用元： プログラミング FAQ — 出力引数のある関数 (参照渡し) はどのように書きますか？

Comments

[branch]

簡潔かつ明快な解答ありがとうございます．
補足以来にてotn様にもご指摘いただいた通り，語義の理解が曖昧であることも原因の一つと言えそうです．
ありがとうございました．