この記事では、Pythonプログラミング言語において、オブジェクトのidと変数がどのように関連しているのかについて解説します。具体的なコード例とその解説、応用例を含めています。
目次
基礎知識：オブジェクトとは？
Pythonはオブジェクト指向プログラミング言語です。オブジェクトとは、データとそのデータに関連するメソッド（関数）を一つの単位でまとめたものです。
Pythonにおけるid関数
Pythonでは`id`関数を用いて、オブジェクトの一意な識別子を取得することができます。
my_var = 10
print(id(my_var)) # オブジェクトIDを出力オブジェクトIDの特性
– 同じ内容でも異なるオブジェクトは異なるIDを持つ
– オブジェクトIDは一意であるため、IDが同じならそのオブジェクトも同じ
オブジェクトIDと変数の関係
変数はオブジェクトへの「参照」を持っています。つまり、変数自体はオブジェクトのデータを持っているわけではありません。
var1 = [1, 2, 3]
var2 = var1
print(id(var1) == id(var2)) # Trueを出力変数値の変更とオブジェクトID
変数の値を変更した場合、そのオブジェクトIDも変わる場合と変わらない場合があります。具体的な例で考えましょう。
var = 10
print(id(var)) # 最初のID
var = var + 1
print(id(var)) # 更新後のID応用例
応用例1：リストのID比較
Pythonのリストは可変オブジェクトです。リスト内の要素を変更しても、リスト自体のオブジェクトIDは変わりません。
lst = [1, 2, 3]
print(id(lst)) # 元のID
lst.append(4)
print(id(lst)) # 変わらないID応用例2：不変オブジェクトのID
文字列やタプルは不変オブジェクトであり、一度作成されたらその内容を変更することはできません。そのため、新しい内容を持つ場合は新しいオブジェクトIDが割り当てられます。
str1 = "hello"
print(id(str1)) # 元のID
str1 += ", world"
print(id(str1)) # 新しいID応用例3：辞書によるキャッシュ
オブジェクトIDをキーとした辞書を用いることで、高コストな計算結果などをキャッシュできます。
cache = {}
def expensive_function(obj):
obj_id = id(obj)
if obj_id in cache:
return cache[obj_id]
# 何らかの高コストな計算
result = sum(range(10000))
cache[obj_id] = result
return resultまとめ
PythonのオブジェクトIDと変数の関係について解説しました。オブジェクトIDはオブジェクトを一意に識別するためのものであり、変数はそのオブジェクトへの参照を持っています。この理解は、Pythonプログラミングの高度なテクニックやデバッグに非常に役立ちます。
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