Pythonのfor文でリスト内の要素が変更できているのですが、なぜですか。

Question

Pythonはfor文でループ元の変数は変更できないと思っていました。しかし、この場合はループ元変数のdictsが変更できています。これはなぜですか？

該当のソースコード

dict ... 辞書型の変数
dicts ... 辞書型の変数をリストで持つ変数

>>> dicts = [{"a": 1, "b": 10}, {"a": 1, "b": 10}]
>>> for dict in dicts:
...     dict.update({"c": 1000})
... 
>>> dicts
[{'a': 1, 'b': 10, 'c': 1000}, {'a': 1, 'b': 10, 'c': 1000}]

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

Python 3.9.13

Pythonのfor文でループ元変数の値が変更できないと思ったサイト
https://ja.stackoverflow.com/questions/31916/%E3%83%AA%E3%82%B9%E3%83%88%E3%81%AB%E5%90%AB%E3%81%BE%E3%82%8C%E3%82%8B%E5%A4%89%E6%95%B0%E3%81%AE%E5%80%A4%E3%82%92for%E6%96%87%E3%81%A7%E5%A4%89%E6%9B%B4%E3%81%97%E3%81%9F%E3%81%84

Comments

[ps_aux_grep]

mutableとimmutableについて調べて，分からないことがあれば質問に追記してください．

[faker]

理解できました！mutableだから変更できたんですね。

Answer 1

リスト内の値が変更できた理由は質問に示したコードのdict型変数のdictがmutableだったから、でした。
参考にしていたページでは、ループ変数がint型でimmutableだから変更ができない、と理解しました。

mutable, immutableはこのサイトがとても参考になりました。

Answer 2

「ループ元の変数は変更できないと思って」いたのはなぜですか？

変更は可能です。

ただし、以下のようにしても、元のリストは変更できません。

a = [1, 2, 3]
for i in a:
     i = i * 2
print(a)

これもだめです。

a = [{'val_a': 1, 'val_b': 2}, {'val_a': 10, 'val_b': 20}]
for i in a:
    i =  {'val_a': 100, 'val_b': 200}
print(a)

これはリストの要素がimutableなものでもmutableなものでも同様です。

だだし、ループ変数(この場合はi)は、リストのメンバーそのものに束縛されているので、そのものを変更するような操作をすれば、リストの要素を変更することができます。

a = [{'val_a': 1, 'val_b': 2}, {'val_a': 10, 'val_b': 20}]
for i in a:
     i['val_b'] = 1000
print(a)

質問のupdateメソッドも同様です。
これは、このときリストを構成しているのがimutableなデータである辞書であり、その辞書そのものを変更しているからです。
リストの要素が文字列や整数のようなimutableなデータの場合、そのものを変更する方法が無いので、ループ変数を使ってリストの内容を変更することはできません。

Answer 3

まず、ちょっと異なる動きについての説明ですが出力引数のある関数 (参照渡し) はどのように書きますか？

（略）代入はオブジェクトへの参照を作るだけなので、（略）

という記載に注目してください。
これはa=123といった代入はaが123というオブジェクトを指す、という意味になります。

そのうえで、以下においてループ中のeは、リストの中の{'key':123}を指しています。
そしてそれに対してe.update({'key':456})という操作を行っているため、指している中身が変わります。

lst = [{'key':123}]
for e in lst:
    print(e, id(e)) # {'key': 123} 2435079527744
    e.update({'key':456})
    print(e, id(e)) # {'key': 456} 2435079527744

print(lst) # [{'key': 456}]

ちなみに上記コードにおいてid(～)というのは、その指しているモノを識別するID値を返す関数です。
そしてその値が同じ、すなわちeが操作の前後で同じモノを指していることが分かります。

次に、以下のコードにおいてループ中のeは、先の例と同じくリストの中の{'key':123}を指しています。
しかしe = {'key':456}という代入によって{'key':456}という別のオブジェクトを指すようになります。
これはそのあとのID値が異なっていることでも確認できます。
eは別のオブジェクトを指すようになっただけで元のリストは何も変わりません。

lst = [{'key':123}]
for e in lst:
    print(e, id(e)) # {'key': 123} 2435076163328
    
    print(e, id(e)) # {'key': 456} 2435076163584

print(lst) # [{'key': 123}]