Pythonに関する質問

Question

前提・実現したいこと

pythonを初めて1か月です．
自分でプログラムを組んでいるときに下記の様な出力が出ました．
z1は意図的にリストの入れ替えをしているのですが，それに加えてxも入れ替わっていました．なぜ，xが入れ替わっているのかがわかりません.
教えていただけると幸いです．

pythonのコード

x=[[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]
z1=x
a=z1[0]
b=z1[2]
z1[0]=b
z1[2]=a
print(x)
print(z1)

出力結果

[[7, 8, 9], [4, 5, 6], [1, 2, 3]]
[[7, 8, 9], [4, 5, 6], [1, 2, 3]]

ソースコード

ここに問題に対して試したことを記載してください。

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

ここにより詳細な情報を記載してください。

Comments

[miyabi_pudding]

オブジェクト（今回はリストのことです）と、
プリミティブな値（数値や文字列などです）は、変数に代入した際に挙動が違う、ということは理解されていますか？

[G-33]

連絡ありがとうございます．上記の内容については理解していません．

[miyabi_pudding]

まず、そこの理解が必要ですね。
Python オブジェクト 代入
とかで調べて、学習を進めた方がいいかと。

Answer 1

変数名って「看板」みたいなものなのですよね。

簡単な内容ならば看板に少し補足を書くだけでよいのですか、今回の例のような複雑な内容だと、建物に看板が付いているみたいな構造になっています。z1=xというのは、この建物はxビルだけど、z1株式会社とも呼ぶことにする！という意味合いです。そこで、z1株式会社の中に入っているお店をファミマからセブンに変えてみた、というのがz1の中身を入れ替えたっていうものです。すると不思議、何も変更していないはずのxビルの方も、お店がファミマからセブンに変わっているぞ！というのが、今回の現象です。

なぜそんなしくみになっているのか？と思いますよね。やっぱり建物を丸ごと新しく建てるにには時間（CPU）もかかるし、場所（メモリ）も食うし、ということで、大体の場合は、建物はそのままで看板だけつければいいや！ってなったんです。それでも、たまには建物をそっくりそのまま新しく建てた方が使いやすい！っていう場合もあって、そういう命令もできるようにはなっています。

Comments

[G-33]

回答ありがとうございます．別の名前を使っているけど，結果的に見ているところは同じという理解でいいでしょうか？分かりやすく説明してくださってありがとうございます．イメージしやすくなりました．

[toast-uz]

そのご理解で大丈夫です。

Answer 2

今回は、値と参照に関しての理解が必要不可欠です。

行ごとに、何が起きているか解説します。

x=[[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]
# まず、各値（1とか2の数値自体）がメモリに保持される
# その値を参照する、リストが生成され、メモリに保持される。
# ↑リストは、リストのインデックスに値参照を保持できる
# 最終的には、そのリスト群を、またさらに囲うリストがメモリに保持され、xは、その親リストの参照となる

z1=x
# z1には、xが入るのではなく、
# xが参照していた、リストオブジェクトの参照が入る
# （z1と、xは同じオブジェクトを参照しているが、両者は関係を持たない）

a=z1[0]
# aは、[1,2,3]というリストオブジェクトの参照となる（z1[0]と、aは関係性を持たない）

b=z1[2]
# 上記同（代入されたオブジェクト自体は違う）

z1[0]=b
# z1が参照している（xも参照している）リストオブジェクトの0インデックスの参照オブジェクトを、bが参照している、[7,8,9]のリストオブジェクトに変更。

z1[2]=a
# 上記同

print(x)
print(z1)
# z1も、xも両方が参照している元のオブジェクトの参照値自体を変更したため、両方の内容が変化したようになる
# あくまで、両方が変化したのではなく、参照していた元オブジェクトが変化した

いきなり二次リスト（今回のように、リストの中にリストが入ってるようなやつ）だと、理解するのは大変だと思うので、
まず、一次リストから、いろいろやってみることを勧めます。

Comments

[G-33]

細かく解説ありがとうございます．プリミティブとオブジェクトの考え方がしっかりと分かっていないということは分かりました．ぼんやりとですが，理解はできたのかなと思います．最後にコメントにあるように一次リストからいろいろと考えてみます．ご回答ありがとうございました．

[miyabi_pudding]

値と参照に関しては、
プログラミングの基本なのですが、
細かくやると、中級から上級の登竜門になります。

なので、初学のうちは、
オブジェクトは代入したらこういう動きするぞ、こういうもんなんだ・・・
で止めた方がいいかもですね。

Answer 3

x=[[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]

z1=x

だと、xの指すオブジェクトとz1の指すオブジェクトは同一です。

別のオブジェクトにしたければコピーを作成することが必要です。

import copy

x=[[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]
z1=copy.deepcopy(x)

Comments

[G-33]

回答ありがとうございました．上記のプログラムの使い方参考にさせていただきます．