まず（__dict__は完全に忘れて）普通のクラス変数の取り扱いは分かるでしょうか。
python
1class Hoge:
2 shared_list = []
3 def test_shared(self):
4 print(Hoge.shared_list)
5 Hoge.shared_list.append(1)
6a = Hoge()
7a.test_shared() # => []がprintされて、Hoge.shared_listは[1]になる
8
9b = Hoge()
10b.test_shared() # => [1]がprintされて、Hoge.shared_listは[1, 1]になる
11
12print(Hoge.shared_list) # Hoge.shared_listは[1, 1]なので[1, 1]がprintされる
は分かりますか。
メソッドの中や、クラスの外で、クラス名.属性名という構文で、クラスが（ここでいうとHogeが）持っている属性にアクセスする機構のことです。
次に、上のコードと下のコードが（結果として）同じ動きになることが理解できるでしょうか
python
1class Fuga:
2 shared_list = []
3 def test_shared(self):
4 print(self.shared_list)
5 self.shared_list.append(1)
6a = Fuga()
7a.test_shared() # => []がprintされて、Fuga.shared_listは[1]になる
8
9b = Fuga()
10b.test_shared() # => [1]がprintされて、Fuga.shared_listは[1, 1]になる
11
12print(Fuga.shared_list) # Fuga.shared_listは[1, 1]なので[1, 1]がprintされる
13print(b.shared_list) # shared_listがインスタンス属性から見つからないので、Fuga.shared_listが探索され、[1, 1]なので[1, 1]がprintされる
クラスとインスタンス変数 の
名前とオブジェクトについて で議論したように、共有データはリストや辞書のような mutable オブジェクトが関与すると驚くべき効果を持ち得ます。
のところのコードの動きと同じことを説明しています。
いろいろな注意点 に
インスタンスとクラスの両方で同じ属性名が使用されている場合、属性検索はインスタンスが優先されます。
とありますが、
「インスタンスとクラスの両方で同じ属性を持っていればインスタンスが優先されます」という説明は、裏から言うと
インスタンス.属性という形でアクセスする時、インスタンスがその属性を持っていなければクラスの属性を見つけてくるということです。
__dict__を使った話が理解できるのは、まずこれらが分かってからかと思いますが大丈夫でしょうか。
(追記)
もう一段基本的な方からいきましょう。
Pythonでは、「自分で宣言したクラス」のインスタンスに対して、インスタンス.属性 = 値という代入文でそのインスタンスになにかの値に属性を束縛できます。
python
1class Foo:
2 pass
3
4a = Foo()
5a.x = 1
6a.y = 2
7
8b = Foo()
9b.y = 3
10
11print(a.x) # => 1がプリントされる
12print(a.y) # => 2がプリントされる
13print(b.x) # => 3がプリントされる
14print(b.y) # => エラー
です。
a.xとb.xの値が異なることから、属性はインスタンス毎に付けることが分かります。
これがインスタンス変数です。
（脱線しますが、intやlistのようなPython言語のコアな組み込み型ではこの機構はありません。勝手に属性を追加されたりすると困るので）
クラス定義の外では、クラスに対して、クラス.属性 = 値という代入文でそのクラスになにかの値に属性を束縛できます。
python
1Foo.c = 1
2
3print(Foo.c) # => 1がプリントされる
4print(Foo.d) # => エラー
"クラス定義の外では"とわざわざ注釈を入れたのは、クラス定義の中では書けないからです。
Python
1class Bar:
2 Bar.c = 1 # => エラー
なぜかというと、Barという名前はclass文の実行が終わった時にできる名前だからです。
実行が終わってないところでは使えません。
どうするかというと
Python
1class Bar:
2 c = 1
3
4print(Bar.c) # => 1
とします。
https://docs.python.org/ja/3/tutorial/classes.html#class-objects
クラスオブジェクトが生成された際にクラスの名前空間にあった名前すべてが有効な属性名です。
クラス宣言の実行部分で名前cが作られましたから、クラスBarは属性名cを持ちます
ということです。
Python
1class Bar:
2 c = 1
と
python
1class Bar:
2 pass
3Bar.c = 1
は（実行される順番は違うけれども）結果が同じになります。
ここまで分かったら
いろいろな注意点 に
インスタンスとクラスの両方で同じ属性名が使用されている場合、属性検索はインスタンスが優先されます。
とありますが、
「インスタンスとクラスの両方で同じ属性を持っていればインスタンスが優先されます」という説明は、裏から言うと
インスタンス.属性という形でアクセスする時、インスタンスがその属性を持っていなければクラスの属性を見つけてくる
と書いたのが分かるはずです。
python
1class Bazz:
2 x = 1
3
4a = Bazz()
5a.x = 10
6
7b = Bazz()
8
9print(a.x) # => aに属性xがあって10に束縛されているので10がプリントされる
10print(b.x) # => bに属性xがないので、次にクラスの属性xを探す。1に束縛されているので1がプリントされる
(追記)
もう一段基本的なことを確認しておきたいんですが、
python
1a = {}
2b = a
3
4a['x'] = 1
5
6print(b)
とか
python
1a = [1, 3, 2, 4]
2b = a
3
4a.sort()
5
6print(b)
の結果は、実行せずにすぐ想像できるんでしょうか?
(追記)
では、以上の挙動をすべて理解できていれば、下の結果も実行せずにわかるはずです。
python
1class SharedMutableObject:
2 class_variable = {}
3
4a = SharedMutableObject()
5a.instance_variable = a.class_variable # ポイントはこの代入文の意味
6a.instance_variable["state"] = "first"
7
8print(SharedMutableObject.class_variable) # ここ
9
10
11b = SharedMutableObject()
12b.instance_variable = b.class_variable
13b.instance_variable["state"] = "second"
14
15print(a.class_variable) # ここ
16print(SharedMutableObject.class_variable) # ここ
特に、真ん中のprint(SharedMutableObject.class_variable)の結果を実行せずに分かるなら、
{'state': 'second'}がどこで保持され、二回目のインスタンス化であるtest2 = TestBorg1()の際に{'state': 'second'}を出力できるのでしょうか?
という疑問は解消されているはずです。（ここに書いたコードでは1回目は'first'を入れていますが）
Q&A
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2021/05/15 20:09
2021/05/15 20:10
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2021/05/16 06:37 編集
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