Classの初期化について

Question

前提

Pythonを独学で勉強しているものです。

独学故にねじれた覚え方をしている可能性があり、意味の分からないことを聞いてしまうかもしれませんが、お手柔らかに教えていただけると幸いです。

発生している問題・エラーメッセージ

Classのコンストラクタを使用するメリットがわかりません。
プロパティの設定時に初期化ができると思っているのですが、下記ソースをもとにコンストラクタを使う理由を教えてください。
(調べ漁ってもピンっと来る記事がありませんでした・・・)

#コンストラクト無し
class test:

    a = 0
    b = 0

    def sum(self):
        return self.a + self.b

    def set(self, a, b):
        self.a = a
        self.b = b

#コンストラクタあり

class SimpleData:

    def __init__(self):
        self.a = 0
        self.b = 0

    def sum(self):
        return self.a + self.b

    def set(self, a, b):
        self.a = a
        self.b = b



### 聞きたいこと
コンストラクタ無しのソースで宣言しているaとb、コンストラクタありで初期化しているaとbでは何が違うのでしょうか？
皆様のご回答をお待ちしております。

Comments

[meg_]

> Classのコンストラクタを使用するメリットがわかりません。
クラスを使用するメリットが分からない、という質問でしょうか？該当のソースコードが「Classの初期化」について比べるコードではなかったので確認です。

[catwalk]

申し訳ありません。
ソースの書き方が少し違ったのですが、これで意味が通じますか？
（ちなみにクラスを使うメリットもそこまで理解していません・・・）

[meg_]

コンストラクタで変数を初期化するなら下記のようなコードになるかと思います。コードが少しシンプルになりますね。
def __init__(self, a, b):
self.a = a
self.b = b

Answer 1

そのコード同士だと後者の機能的なメリットは多分無いと思います。あとは、わかりやすさという所でしょうか。
インスタンス変数の初期値の代用としてクラス変数を使うならば、クラス変数の更新も無いだろうし。
（クラス変数の更新があっても仕様を把握した上で間違いなくコードを書けば良いだけですが、うっかり間違いが起こりやすいか？）

Pythonは、「self.aと書いて値を参照すると、インスタンス変数aがあるときはその値、なければクラス変数aの値」という仕様があるため、質問文の「コンストラクト無し」のコードが成立しますが、そいう奇妙な仕様が無い他の言語では同様の事は出来ません（何故そんな仕様なのかは調べてませんが）。

また、

    def inc_a(self):
        self.a += 1

というコードを書いた場合、同じself.aという記述ですが、初回の1加算前の参照時のself.aのみクラス変数aの参照で、加算後の代入先はインスタンス変数aだし、2回目以降のself.aの1加算前の参照はインスタンス変数aの参照に変わります。ということで、同じ記述が何を意味するのかが変わるのでちょっと気持ち悪いことになります。気持ちだけの問題かも知れませんが。もし、クラス変数aの更新があった場合は、オブジェクト生成時じゃなくてself.aの初回参照の時点で反映されることになりますね。その上で、複数の変数が絡んだり、ifの中で初回の参照があった場合など、わかりにくくなりそうです。

また、他の回答にある通り、「変数への代入で変数の指し示す物が変わるという事と、変数の指し示しているオブジェクトの中身を変更することで変数の指し示す物が変わるという事の区別が付いていない人」が間違いやすいと言うこともあるでしょう。これも、理解している人でも、ついうっかりと言うことが、もしかするのあるのかも知れません。無いか。

Answer 2

class の下でsetすればクラス変数、インスタンスに対してsetすればインスタンス変数です。
(この辺りは他の方も説明しているし、ググれば出てくるので、説明は省きます)

Pythonは、インスタンス変数がsetされていない状態でgetすると、(もしあれば)クラス変数の値をgetするので、質問にあるようなクラス変数による初期化を行うコードも見かけますが、自分は以下のような間違いを犯しやすいと気づいた時点でそのようなことをしないようにしています。

# 本来やりたいこと
class Hoge:
	def __init__(self):
		self.elements = []
	def add_element(self, n):
		self.elements.append(n)

# 間違い
class Hoge:
	elements = []
	def add_element(self, n):
		self.elements.append(n)

# 検証
a = Hoge()
b = Hoge()
a.add_element(1)
b.add_element(2)
print(a.elements)

Answer 3

test クラス直下の a と b は、self.a や self.b とは別物です。

class test:
	a = 0
	b = 0

	def sum(self):
		return self.a + self.b

	def set(self, a, b):
		self.a = a
		self.b = b

print(test.a, test.b)  # testクラスの a と b の値を表示
t1 = test()            # インスタンスを生成し、変数 t1 にバインド
print(t1.a, t1.b)      # コンストラクタが無くて、
                       # self.a = と self.b = が実行されないので、
                       # testクラスの a と b の値を表示
t1.set(1, 2)           # t1 が参照するインスタンスの a と b に値をセット
                       # testクラスの a と b には値はセットされない
print(t1.a, t1.b)      # t1 が参照するインスタンスの a と b の値を表示
print(test.a, test.b)  # testクラスの a と b の値を表示

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