__getitem__メソッドを持っていないのに呼び出せるのはなぜか。

Question

お聞きしたいこと

Python3.9を利用しています。
forループ中の__getitem__の挙動で質問です。

「初めてのPython（オライリー）」において、forループについて以下の解説がありました。

反復処理が行われる場合には、ビルトイン関数iterが呼び出されて、__iter__メソッドが探されます。__iter__メソッドが存在すれば、イテレータオブジェクトが戻されます。__iter__メソッドが存在しない場合には、__getitem__メソッドが使用されます。IndexError例外が発生するまで、インデクシングが繰り返し行われるのです。

そこで、試しに__getitem__メソッドを搭載したクラスを作成してみました。

class My_getitem:
    def __getitem__(self, i):
        print("__getitem__が呼ばれました")
        if 2 < i:
            raise IndexError
        return i

x = My_getitem()
for i in x:
    print(f'forの中です{i=}')

結果は以下のとおりです。

__getitem__が呼ばれました
forの中ですi=0
__getitem__が呼ばれました
forの中ですi=1
__getitem__が呼ばれました
forの中ですi=2
__getitem__が呼ばれました

ここまでは解説通りであることが理解できました。

そこで、forループ内で呼び出されているというiter関数の挙動を確認したく、以下のコードを実行しました。

class My_getitem:
    def __getitem__(self, i):
        print("__getitem__が呼ばれました")
        if 2 < i:
            raise IndexError
        return i

x = My_getitem()
y = iter(x) 
print(dir(x))
print(dir(y)) #yから__getitem__が消えている。
for i in y: #yには__getitem__が存在しないはずだが、なぜか__getitem__を呼び出すことができている
    print(f'forの中です{i=}')

結果は以下のとおりです。

['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getitem__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__']
['__class__', '__delattr__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__iter__', '__le__', '__length_hint__', '__lt__', '__ne__', '__new__', '__next__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__setstate__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__']
__getitem__が呼ばれました
forの中ですi=0
__getitem__が呼ばれました
forの中ですi=1
__getitem__が呼ばれました
forの中ですi=2
__getitem__が呼ばれました

ここでお聞きしたいのですが、なぜオブジェクトyには__getitem__メソッドが存在しないのに、forループ内で呼び出すことができるのでしょうか。
forループの内部で何が起こっているのか教えていただけないでしょうか。
よろしくお願いいたします。

Answer 1

yの__iter__や__next__から、xの__getitem__が呼び出されています。

組み込み関数iter()のリファレンスの説明参照。

Comments

[otn]

> 組み込み関数iter()のリファレンスの説明参照。
https://docs.python.org/ja/3/library/functions.html?highlight=iter#iter

[exnjinia]

回答ありがとうございました！
もうお一方が書いてくださっていたnext(y)の実行結果と併せて確認したことで、「y」の__iter__や__next__から、「x」の__getitem__が呼び出されているということを実感しました。

Answer 2

PEP 234 – Iterators – Python API Specification

The two methods correspond to two distinct protocols:

1. An object can be iterated over with for if it implements __iter__() or __getitem__().
2. An object can function as an iterator if it implements next().

y はイテレータなので(y = iter(x))、__iter__() メソッドが存在します。

>>> y.__iter__
<method-wrapper '__iter__' of iterator object at 0x7f9513d96a40>
>>> next(y)
__getitem__が呼ばれました
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Comments

[exnjinia]

ありがとうございました！
動作結果も記載いただいて大変分かりやすかったです！