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@shimizukawa （清水川） BeProud co, ltd. Sphinx committer 一般社団法人PyCon JP理事Board member of PyCon JP committeeおまえ誰よ / Who are you22017/9/8

[AD] Python オンライン学習サービス PyQ機械学習コンテンツをリリースhttps://pyq.jp/NEW！32017/9/8

The person who think …以下のように思っている方 I got into Python, but it doesn’t come nicely..Pythonは入門したが、なんだかしっくりこない.. Why len is a function?なんでlenは関数なんだろう Python is not object-oriented as len() functionlen()関数だなんてPythonはオブジェクト指向じゃないなTarget attendees52017/9/8

1. len() がオブジェクトの長さを手に入れる方法 なんでPythonはlen()関数なの Protocol: オブジェクトの振る舞い2. if がオブジェクトのTrue/Falseを判断する方法3. for がオブジェクトの繰り返し要素を取得する方法4. まとめ5. Referencesアジェンダ2017/9/8 6

 len関数で文字列の長さを得ます obj.__len__() メソッドを呼んで文字列の長さを得ます 得られる結果は同じ len(obj)は内部で obj.__len__() を実行していますlen()関数に文字列を渡したときに起こること>>> len(“もじれつ”)4>>> “もじれつ”.__len__()482017/9/8

 obj.__len__() が呼ばれるなら obj.length() でよかったのでは？len()要らないのでは？“もじれつ”__len__4 4return92017/9/8

 obj.__len__() が呼ばれるなら obj.length() でよかったのでは？ len() はもうちょっと仕事してます __len__() の値がintかチェックしていますlen()要らないのでは？“もじれつ”len()__len__4 int?TypeError4returnYesNo102017/9/8

len関数で、型と値をチェック！__len__() がint以外の値を返すと..>>> class WaruiObj:... def __len__(self):... return 1.2...>>> w = WaruiObj()>>> len(w)Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in <module>TypeError: 'float' object cannot be interpreted as aninteger__len__TypeErrorreturnYesNoint?len()sys.maxsize を超える値を返すとOverflowError例外を起こします。― データモデルより112017/9/8

 渡されたオブジェクトの __len__() APIを使って、 取得した値をチェック、変換して、 呼び出し元に適切な値を返す“もじれつ” len()int?TypeErrorYesNolen()関数の役割__len____len__4 4returnAdapterPattern!! 122017/9/8

Adapter Pattern（アダプター・パターン）とは、GoF (Gang of Four;4人のギャングたち) によって定義されたデザインパターンの1つである。Adapter パターンを用いると、既存のクラスに対して修正を加えることなく、インタフェースを変更することができる。Adapter Pattern とはInterface交流 100V～240V直流 20V 3.25AProtocol― Wikipedia より132017/9/8参考: 実践Python3 もオススメ

 len() 関数は、任意のオブジェクトに対してAdapterとして作用します。 len() は、obj.__len__() があれば、どんなオブジェクトにも使えるAdapterです。どのオブジェクトにも使えるlen() Adapter任意のobject len()__len__TypeErrorreturnYesNo__len__InterfaceInterfaceProtocolプロトコル異常?142017/9/8

 list.__len__() は中に持っている要素数を返します。 要素数はlist自身が知っていますlistに len() Adapterlist:[2, None, ‘Yo’]len()__len__3 int?TypeError3returnYesNo__len__152017/9/8

 dict.__len__() は中に持っているキーの数を返します。 キーの数はdict自身が知っていますdictに len() Adapterdict: {“age”: 999,“name”: “Hoge”}len()__len__2 int?TypeError2returnYesNo__len__162017/9/8

 __len__() メソッドを実装した独自クラスを定義します独自のデータ型に len() Adapter>>> import random>>> class Random:... def __len__(self):... return random.randint(0, 10)...>>> r = Random()>>> len(r)10>>> len(r)0>>> len(r)5 __len__TypeErrorreturnYesNoint?len()? __len__独自データ型172017/9/8

任意のobjectlen() len() は、obj.__len__() があれば動作します。 言い換えると、長さの概念を持つオブジェクトは、obj.__len__() を実装する必要があります。 長さの「プロトコルを実装する」と言います。Protocol: オブジェクトの振る舞い__len__ int?TypeErrorreturnYesNo__len__InterfaceProtocol182017/9/8

 実は、Pythonの公式ドキュメントに何度か登場してますProtocol ってどこに書いてあるの？データモデル ― Python言語リファレンス - Python3.6.1組み込み型 -Python 標準ライブラリ - Python 3.6.1組み込み関数 -Python 標準ライブラリ - Python 3.6.1クラス -Python チュートリアル - Python 3.6__len____len__Protocol192017/9/8

 Protocolの一覧などは（現在も）なさそう… ドキュメントへの初登場はPython-2.2 (2001年) PEP-544 (2017年5月)でPEPに初登場 Protocol一覧の定義ではなく、型ヒントのため明確化Protocolの定義はどこにあるの？__len____len__Protocol PEP 544 -- Protocols: Structuralsubtyping (static duck typing)PEPはPython拡張提案(Python Enhancement Proposal)を表しています。PEPはPythonのコミュニティに対して情報を提供したり、Pythonの新機能やプロセス、環境などを説明するための設計書です。PEPは、技術的な仕様と、その機能が必要な論理的な理由を提供しなければなりません。 ― PEP1 より 202017/9/8

 http://docs.python.jp/3/library/collections.abc.htmlProtocol一覧の代わりに212017/9/8

len() は AdapterオブジェクトとAdapterが通信する規約がプロトコルここまでのまとめ222017/9/8

len()int?TypeErrorYesNoAdapter、値のチェックしてるだけでしょう？__len__4 4returnlen() 、 max() 、 min() を組み込み関数として実装することで、それぞれの型のメソッドとして実装するより少ないコードで済みます。 ― デザインと歴史 FAQ よりこういうメリットもあるよ232017/9/8

次はもうちょっと複雑な例(´･ω･`)ノ242017/9/8

 if文の例 内部では自動的にbool()で変換されます はい、bool() 関数 Adapter です。if 文のルールif obj:print(“Trueだ!”)else:print(“Falseだ!”)if bool(obj):262017/9/8

 bool関数で数値の真偽(True/False)を判別 obj.__bool__() メソッドでしょ？ はい(´･ω･`) じゃあ次は文字列で。bool()関数に数値を渡したときに起こること>>> bool(123)True>>> (123).__bool__()True272017/9/8

 bool関数で文字列の真偽(True/False)を判別 obj.__bool__() メソッド あれっ？bool()関数に文字を渡したときに起こること>>> bool(“もじれつ”)True>>> “もじれつ”.__bool__()Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in <module>AttributeError: 'str' object has noattribute '__bool__'282017/9/8

数値や文字を bool() に変換するRule偽と見なされる条件クラスが __bool__() または __len__() メソッドを定義していれば、それらのメソッドが整数 0 またはbool 値 False を返すとき。真と見なされる条件偽じゃないやつ ― 真偽値判定よりbool() は len() よりも仕事してそう292017/9/8

任意のobject __bool__ がない場合は、bool(len(obj)) 相当の処理を行うlen()bool()Yesbool() Adapter__bool__return__len__メソッドある？NoYesbool型?Nobool(value)orCPython での bool() の実装コードhttps://github.com/python/cpython/blob/master/Objects/typeobject.c#L6081-L6127302017/9/8TypeError

 __bool__() メソッドを実装した独自クラスを定義します これは、正の整数ならTrueと判定されるint型です独自のデータ型に bool() Adapter>>> class PositiveInt(int):... def __bool__(self):... return self > 0...>>> bool(PositiveInt(10))True>>> bool(PositiveInt(-3)) # 0以下の値はFalseFalse>>> bool(-3) # 本来のintはマイナス値もTrueTrue312017/9/8

さらにレベル上げていくよー(`･ω･´)322017/9/8

 for 文の例 内部では自動的にiter()で変換されます はい、iter() 関数 Adapter です。for 文のルールfor o in obj:print(o)for o in iter(obj):342017/9/8

object を iter() に変換するルールiter(object) はイテレータ (iterator) オブジェクトを返します。object は反復プロトコル (__iter__() メソッド) か、シーケンスプロトコル (引数が 0 から開始する__getitem__() メソッド) をサポートする集合オブジェクトでなければなりません。これらのプロトコルが両方ともサポートされていない場合、 TypeError が送出されます。― 組み込み関数 iter() よりbool() よりずっと大変そう352017/9/8

任意のobjectiter() Adapteriter()Yes__iter__returnメソッドある？NoYesNoイテレータ?__getitem__0から順番に obj.__getitem__()に渡して、IndexErrorが発生するまで繰り返すiterator実装を提供するiteratoror362017/9/8IteratorPattern!!参考: 実践Python3参考: WikipediaTypeError

iter() が返すIteratorとはイテレータ(iterator)は、データの流れを表現するオブジェクトです。イテレータの __next__() メソッドを繰り返し呼び出す (または組み込み関数 next() に渡す) と、流れの中の要素を一つずつ返します。データがなくなると、代わりに StopIteration 例外を送出します。― 組み込み関数 iter() よりイテレータオブジェクト自体は以下の 2 つのメソッドをサポートする必要があります。これらのメソッドは 2 つ合わせて iterator protocol: (イテレータプロトコル) を成します … __next__(), __iter__() ― 用語集 iterator より372017/9/8

 for 文の例 内部ではこう解釈されますfor 文のルール（もうちょっと正確に）for o in obj:print(o)it = iter(obj)while True:try:o = next(it)except StopIteration:breakprint(o)はい、iter() 関数 Adapter と next() 関数 Adapterです。382017/9/8

next() Adapter と iteratoriterator- 対象オブジェクト（リスト等）- 位置カウンタ対象オブジェクトから位置カウンタを使って値を取り出して返すiterator自体を返すnext() return値__next____iter__and392017/9/8

class MyIterator:def __init__(self, obj):self.obj = objself.c = 0def __next__(self):try:r = self.obj[self.c]self.c += 1return rexcept IndexError:raise StopIterationdef __iter__(self):return selfnext() return値iteratorの実装例__next____iter__and402017/9/8

任意のobjectこの1行で色々起きてますfor 文の1行目で起こっていること__iter____getitem__ornext()return値__next____iter__iter()anditeratorobjectreturnfor o in obj:iterator protocol組み込み型イテレータ型よりProtocol?特に名称はなさそう(´･ω･`)412017/9/8

 __iter__() メソッドを実装した独自クラスを定義します このコンテナをforに与えると、辞書のキーのアルファベット順に、そのキーの値が繰り返されます独自のデータ型に iter(), next() Adapterclass MyContainer:def __init__(self, mapping):self.keys = sorted(mapping) # ソートして保持self.mapping = mapping # 値返し用def __iter__(self): # for文で呼ばれるreturn MyIterator(self)def __getitem__(self, idx): # MyIteratorから呼ばれるreturn self.mapping[self.keys[idx]]>>> list(MyContainer({'foo': 1, 'bar': 2, 'poke': 3, 'ah': 4}))[4, 2, 1, 3] 422017/9/8

 http://docs.python.jp/3/library/collections.abc.html 「抽象基底クラス」を継承して、Protocol実装を強制できます abc はそのためのモジュールIterator Protoclの抽象基底クラス432017/9/8

 継承によるInterfaceの強制 collection.abc を継承すれば実装忘れは防げる 対応Protocolを明示したい場合にも良い継承によるProtocolの強制from collections.abc import Iteratorclass MyIterator(Iterator):pass>>> MyIterator()Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in <module>TypeError: Can't instantiate abstract class MyIteratorwith abstract methods __next__Explicit is better than implicit.― PEP 20 -- The Zen of Python より442017/9/8

(´･ω･)おつかれさま(･ω･`)452017/9/8

 len() は Adapter Pattern って言われると納得感あるよね（あるよね？） len() ひとつ見ても、多くの経緯と議論の歴史がある len() vs .length の議論を頭良い人達がしてないわけない 歴史に学ぼう 初級から中級へ進むには ひたすら情報を読む、歴史を追う 自分なりに解釈する Pythonで色々実装してみるまとめ472017/9/8

公式リファレンスに多くの情報が載っている原典を調べようPEPを読んでみよう482017/9/8

 デザインと歴史 FAQ - Python 3.6.1 ドキュメント - Pythonにメソッドを使う機能 (list.index() 等) と関数を使う機能(len(list) 等) があるのはなぜですか？https://docs.python.jp/3/faq/design.html#why-does-python-use-methods-for-some-functionality-e-g-list-index-but-functions-for-other-e-g-len-listReferences: Python公式リファレンス492017/9/8

 Python-2.4 ライブラリリファレンスイテレータ型http://docs.python.jp/2.4/lib/typeiter.html バージョン 2.2 で追加 8.3. collections — 高性能なコンテナ・データ型 - Python 2.6ja2documentationhttp://docs.python.jp/2.6/library/collections.html#abcs-abstract-base-classes バージョン 2.6 で変更: 抽象基底クラス (abstract base class) の追加 2. 組み込み関数 - Python 3.6.1 ドキュメントhttp://docs.python.jp/3/library/functions.html#iter 4. 組み込み型 - Python 3.6.1 ドキュメントhttp://docs.python.jp/3/library/stdtypes.html#iterator-types 8.4. collections.abc — コレクションの抽象基底クラス - Python3.6.1 ドキュメントhttp://docs.python.jp/3/library/collections.abc.htmlReferences: Python公式リファレンス502017/9/8

 PEP 1 -- PEP Purpose and Guidelines | Python.orghttp://sphinx-users.jp/articles/pep1.html (和訳)https://www.python.org/dev/peps/pep-0001 PEP 3119 -- Introducing Abstract Base Classes | Python.orghttps://www.python.org/dev/peps/pep-3119/ PEP 544 -- Protocols: Structural subtyping (static duck typing) |Python.orghttps://www.python.org/dev/peps/pep-0544/ PEP 20 -- The Zen of Pythonhttp://d.hatena.ne.jp/nishiohirokazu/20120317/1331989155 (和訳)https://www.python.org/dev/peps/pep-0020/References: PEP512017/9/8

 len が関数になっている理由 - methaneのブログhttp://methane.hatenablog.jp/entry/20090702/1246556675 len が py3k でも関数のままである理由 - methaneのブログhttp://methane.hatenablog.jp/entry/20090721/1248195293 Solid Snakes or: How to Take 5 Weeks of Vacation - Hynek Schlawackhttps://hynek.me/talks/reliability/ オブジェクト指向と20年戦ってわかったこと – Qiitahttp://qiita.com/shibukawa/items/2698b980933367ad93b4 新人プログラマに知っておいてもらいたい人類がオブジェクト指向を手に入れるまでの軌跡 – Qiitahttp://qiita.com/hirokidaichi/items/591ad96ab12938878fe1 Python を支える技術ディスクリプタ編 #pyconjp – Qiitahttp://qiita.com/knzm/items/a8a0fead6e1706663c22 The History of Python.jp: ユーザ定義クラスのサポートの追加http://python-history-jp.blogspot.jp/2009/04/blog-post_30.html 仮想継承とsingledispatch – atsuoishimoto’s diaryhttp://atsuoishimoto.hatenablog.com/entry/2016/08/04/095641 The Zen of Python 解題 - 前編 – atsuoishimoto’s diaryhttp://atsuoishimoto.hatenablog.com/entry/20100920/1284986066References: blog等522017/9/8

 bool()実装https://github.com/python/cpython/blob/1f06a680d/Objects/typeobject.c#L6081-L6127 真偽判定実装https://github.com/python/cpython/blob/1f06a680d/Objects/object.c#L1314-L1336 len()実装https://github.com/python/cpython/blob/1f06a680d/Objects/typeobject.c#L5920-L5944 len()のint値判定で呼ばれる実装https://github.com/python/cpython/blob/1f06a680d/Objects/abstract.c#L1238-L1275References: CPython code532017/9/8

 実践 Python3http://amzn.to/2vK2uHl Adapter Pattern, Iterator Pattern, Protocol, … 結城浩にインタビュー Java言語で学ぶデザインパターン入門http://www.hyuki.com/dp/interview.html かわいいフリー素材集いらすとやhttp://www.irasutoya.com/References: その他542017/9/8

Questions?@shimizukawaGrab me anytime :)Break, Party, Sprint2017/9/8 55

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Pythonはどうやってlen関数で長さを手にいれているの？

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