定義した関数について

Question

前提・実現したいこと

リストに関数を入れて計算した値の合計を出す
1つ目のコードの出力は6なのに対して、二つ目の出力結果は3と12でした。
なぜ二つ目のprint(abc(1))の出力は6にならないのでしょうか？

おそらく定義した関数を複数回使うと何かが上書きされるのだと思いますが、何が悪いのかわかりません。

該当のソースコード

list=[]
for i in range(3):
  list.append(lambda x:x+i-1)

sum=0

for a in list:
  sum += a(1)
print(sum)

def abc(price,list=[]):
  
  for i in range(3):
    list.append(lambda x:x+i-1)

  sum=0

  for a in list:
    sum += a(price)

  return sum

print(abc(0))
print(abc(1))

###　試したこと
一つ目のコードをかいた

Answer 1

引き数のデフォルト値[]は、関数の定義の時にオブジェクトが作られ、そのオブジェクトが毎回の関数呼び出しで使われます。
従って、オブジェクトappendすると次回の呼び出しでは、appendされた結果のオブジェクトが初期値になります。

1つめのコードのように引き数でないローカル変数にしましょう。

また、listという名前は標準のリスト型の名前なので、別の名前にしましょう。

Answer 2

公式ドキュメント 8.6. 関数定義に以下のように書かれています。

デフォルト引数の式は関数が定義されるときにただ一度だけ評価され、同じ "計算済みの" 値が呼び出しのたびに使用されることを意味します。この仕様を理解しておくことは特に、デフォルト引数値がリストや辞書のようなミュータブルなオブジェクトであるときに重要です: 関数がこのオブジェクトを変更 (例えばリストに要素を追加) すると、このデフォルト値が変更の影響を受けてしまします。

これがわかれば理解できます。

Comments

[taromtia]

この情報で何とか解決できました。ありがとうございます。

Answer 3

複合的な、しかもそれぞれが分かりづらい理由で挙動を追いづらくなっています。

1. ループ中で定義した関数には注意

---

次のように、イメージと異なる結果になります。

funcs = []
for i in range(3):
    funcs.append(lambda: print(f'i = {i}'))

for func in funcs:
    func()

実行結果 Wandbox

i = 2
i = 2
i = 2

次のように回避する方法が知られています。

for i in range(3):
    funcs.append(lambda e=i: print(f'e = {e}'))  # 外部変数iを直接使わない

参考: ループの中で異なる値で定義されたラムダ式が、同じ値を返すのはなぜですか？

1. リストをデフォルト引数にしない

---

Python独特の挙動で、嵌りやすいです。

def func(e, lst=[]):
    lst.append(e)
    print(lst)
    
func(0)
func(1)
func(2)

実行結果 Wandbox

[0]
[0, 1]
[0, 1, 2]

次のように回避する方法が知られています。

def func(e, lst=None):   # デフォルト引数をNoneにする
    if lst is None:
        lst = [] 

    lst.append(e)
    print(lst)

参考: 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？

トレース

一つ目のコード

list=[]
for i in range(3):
  list.append(lambda x:x+i-1)  
                               # ループ終了時点で全要素が lambda x: x+2-1 になっている

sum=0

for a in list:                 # リスト長は3
  sum += a(1)                  # a(1) は常に 1+2-1 = 2 を返す
print(sum)                     # 3回足したら 3x2 = 6

二つ目のコード・前半

def abc(price,list=[]):

  for i in range(3):
    list.append(lambda x:x+i-1)  
　　　　　　　　　　　　　　　　　　# 全要素が lambda x: x+2-1

  sum=0

  for a in list:
    sum += a(price)              # a(0) は常に 0+2-1 = 1 を返す

  return sum                     # 3回足したら 3

print(abc(0))

二つ目のコード・後半

def abc(price,list=[]):          # 関数突入時点で list = [lambda x: x+2-1 が3つ]

  for i in range(3):
    list.append(lambda x:x+i-1)  
　　                             # 全要素が lambda x: x+2-1

  sum=0

  for a in list:                 # リスト長は6
    sum += a(price)              # a(1) は常に 1+2-1 = 2 を返す

  return sum                     # 6回足したら 12

print(abc(1))

解決案

少なくとも今回のコードについては、あまり難しく考える必要は無いでしょう。

def abc(price):
    ret = 0
    for i in range(3):
        ret += price + i - 1

    return ret

あるいは

def abc(price):
    return sum(
        price + i - 1 for i in range(3)
    )

更には

def abc(price):
    n = 3
    return n*(price-1) + (n*(n-1)//2)