pythonのクラスについて

Question

class Sample:

  c_list = []

  def add_c_list(self,data):
    self.c_list.append(data)

print("出力結果:", end=" ")
sample1 = Sample()
sample1.add_c_list("データ1")

sample2 = Sample()
sample2.add_c_list("データ2")

for item_data in sample1.c_list:
  print(item_data, end=" ")

この場合、出力結果が
出力結果: データ1 データ2
となるのはなぜですか？
sample1,sample2でそれぞれインスタンス化しているから、sample1でadd_c_listをしたら、sample1だけに存在するようになるんじゃないんでしょうか？つまり、インスタンス同士で独立してないのでしょうか?

Answer 1

変数の定義と変数の参照が違うことを理解すれば、この理由はわかります。

x = 1
def func():
    print(x)

の関数内には変数xのグローバル宣言はありませんが、変数xを参照しているのでグローバル変数xを参照します。

def func():
    x = 42
print(x)

の関数内には変数xのグローバル宣言なしで変数xを定義しようとしているので、ローカル変数xに42が代入されます。

def func():
    x += 4

print(x)

の関数内には変数xのグローバル宣言なしで変数を更新しようとしています。更新は参照と定義を行うので、xはローカル変数であると見なされ、参照しようとした時点でローカル変数xが定義されていないためエラーになります。

変数の値がミュータブルなコンテナ型のオブジェクトである場合を考えてみましょう。

x = [1]
def func():
    x.append(42)

print(x)

この場合、関数内の変数xはグローバル宣言はありません。しかし、変数xの値であるリストオブジェクトを変更するという処理は、変数xの値を更新する処理ではありません。つまり変数xは参照されていますが、更新はされていません。更新されているのは変数xの値であるリストオブジェクトです。そのため、このコードはエラーにならずに実行され、関数の外にでたあと、関数内での更新は反映されます。

このあたりの話は公式ドキュメント 実行モデル 4.2. 名前づけと束縛 (naming and binding)を読んでください。

lemon0416さんのコードはこれと同じで、メソッド内のself.c_listは変更されていないので、クラス変数の参照となります。self.c_listの値であるるリストオブジェクトの変更は、クラス変数の値の話ですのでsample1.c_listを見れば"データ1"も"データ2"も入っているのです。

Comments

[lemon0416]

助かりました。
ありがとうございます！！

Answer 2

質問のコードにあるクラスの変数 c_list はクラス変数になっています。想定している「インスタンス同士で独立」した変数はインスタンス変数と言います。
定義の志鷹の違いについては、「python クラス変数 インスタンス変数」で検索すればいろいろ説明が出てきますのでそちらを参照してください。

Answer 3

Pythonの場合、存在しないインスタン変数を参照した場合、同名のクラス変数があるとそれを参照するようです。
ちょうど、存在しないローカル変数を参照した場合、同名のグローバル変数があるとそれを参照するのと、同じような感じですね。

インスタンス変数を定義すれば、インスタンス毎に別れます。

class Sample:

  c_list = [] #これはクラス変数
  def __init__(self):
    self.c_list = [] #これはインスタンス変数

  def add_c_list(self,data):
    self.c_list.append(data)