タグはかばんではない：名前とオブジェクト

入社初日の朝、ド・ミラン班長がコンベヤーの前でタグの束を手渡します。「このセンターでまず覚える言葉がある。かばんは一つ、タグはいくつも」

最初の届出人は旅行会社の社員です。おみやげリストを予備用にもう一つ作ったのに、予備のリストに書いたものが元のリストにも現れるといいます。班長はコードを見て笑います。「リストが二つ？　タグが二つ、の間違いでしょう」

1-1. タグを付ける = (9分)

届出人のコードはこうです。

souvenirs = ["postcard", "keyring"]
backup = souvenirs
backup.append("magnet")
print(souvenirs)
# ['postcard', 'keyring', 'magnet']

backup = souvenirs はリストをコピーしません。souvenirs というタグがぶら下がっているそのかばんに、backup というタグをもう一枚ぶら下げるだけです。かばんは最初から一つで、backup.append はその一つしかないかばんにマグネットを入れました。

• = はまず右辺を計算してオブジェクト（かばん）を得て、左辺の名前（タグ）をそのオブジェクトに結び付けます。
• 右辺がすでにある名前なら、新しいオブジェクトは生まれません。同じオブジェクトに名前が一つ増えるだけです。

下のタグボードで1行ずつ進めてみてください。左の欄が名札、右がかばんです。3行目の手前では、結果を先に予想しないと先へ進めません。

1-2. かばんの三つの性質：同一性、型、値 (8分)

すべてのオブジェクトは三つの性質を持っています。

x = ["postcard"]
y = ["postcard"]
print(x == y, x is y)
# True False
print(id(x) == id(y), id(souvenirs) == id(backup))
# False True

• x と y は、中身がまったく同じ別々のかばんです。== は True、is は False。
• souvenirs と backup は同じかばんなので、id も同じです。
• id の数字そのものに意味はありません。CPythonではメモリアドレスですが、実行するたびに変わります。比較にだけ使ってください。

print(type(x), type(len))
# <class 'list'> <class 'builtin_function_or_method'>

1-3. すべてはかばんである (6分)

オブジェクトは数値やリストだけではありません。関数も、クラスも、モジュールも、名前に結び付けられたオブジェクトです。

shout = print
shout("boarding")
# boarding
print(shout is print)
# True

def greet():
    return "hi"

print(type(greet), greet.__name__)
# <class 'function'> greet
alias = greet
del greet
print(alias())
# hi

• def greet(): は関数オブジェクトを作り、greet という名前を結び付ける、一種の代入です。
• del greet で名前を外しても、alias が同じ関数オブジェクトを指しているので、関数はそのまま残ります。
• クラスもオブジェクトです。type(int) も type(type) も <class 'type'> です。この話は7限目でもう一度します。

1-4. タグを付け替える、かばんを変える (11分)

名前に対してできることは、二つしかありません。

1. タグの付け替え（再束縛）：a = ...。名前を別のオブジェクトに結び付け直します。元のかばんはそのままです。
2. かばんの変更（ミューテーション）：a.append(...)、a[0] = ...。名前はそのままで、かばんの中身が変わります。同じかばんを指すすべての名前から見えます。

a = [1, 2]
b = a
a = a + [3]
print(a, b, a is b)
# [1, 2, 3] [1, 2] False

a = [1, 2]
b = a
a.append(3)
print(a, b, a is b)
# [1, 2, 3] [1, 2, 3] True

a + [3] は新しいリストを作り、a = がタグ a をその新しいリストに付け替えます。b は元のかばんに残ります。一方 append はかばんそのものを変えるので、b からも見えます。下で二つのやり方を交互に動かしてみてください。

• リストの図では、枠の中の 1、2 は小さな値なので、矢印の代わりに値で書きました。実はこれらもオブジェクトで、リストはそのオブジェクトを指す参照を入れています（3限目）。
• a += [3] はどちらでしょう？　リストではかばんの変更です。ところが数値や文字列では、タグの付け替えになります。この二つの顔が2限目のテーマです。

1-5. del はかばんではなくタグを外す (6分)

c = ["tag"]
d = c
del c
print(d)
# ['tag']
print(c)
# NameError: name 'c' is not defined

del c は名前 c をなくすだけで、リストを消しはしません。d がまだ指しているので、かばんは残ります。かばんが本当に消えるのは、どのタグもそのかばんを指さなくなったときです（11限目）。

二つの名前を入れ替える p, q = q, p も、タグの付け替えです。右辺の q, p で先にタプルを作り、その中のオブジェクトに左辺の名前を順番に結び付けます。

p, q = "left", "right"
p, q = q, p
print(p, q)
# right left

事件解決 (10分)

届出人の二つのリストが同じかばんだった証拠と、本物の予備リストを作る方法です。

souvenirs = ["postcard", "keyring"]
backup = souvenirs
backup.append("magnet")
print(souvenirs is backup, id(souvenirs) == id(backup))
# True True

safe = list(souvenirs)     # 新しいかばんを作り、同じ中身を入れる
safe.append("mug")
print(souvenirs, safe, safe is souvenirs)
# ['postcard', 'keyring', 'magnet'] ['postcard', 'keyring', 'magnet', 'mug'] False

list(souvenirs) は新しいリストを作ります。これで safe にマグカップを入れても、元のリストはそのままです。（このコピーが「1層だけ」新しく作るという点は3限目で扱います。）

退勤まぎわ、ピンが13番コンベヤーのほうを指します。タグが一枚もないかばんが二つ、ずっと回り続けているという報告です。班長は「タグがないなら、とっくに片付けられているはずなのに」とだけ言って、画面を消します。

練習問題

1. x = [0]、y = x、x = [1] を順に実行すると、y は何になるでしょう？　先に図を描いてから、実行して確かめてください。
2. a = [1, 2] のとき、b = a[:] と c = a を作り、a is b、a is c、a == b の結果を予想してみてください。
3. print に別の名前を付けてから del print をすると、どうなるでしょう？　組み込みの名前がどこにあるかは5限目で学びます。