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初心者の質問失礼します。

def doubleChar(str):
    vessel = ''
    for i in range(len(str)):
        vessel += str[i]*2
    return vessel

この関数は、以下のように
doubleChar('The') → 'TThhee'
パラメータで受け取った値を、連続して表示するものです

関数の前に変数を決めないといけません。例では、vessel = ""

なぜこれは必要なのでしょうか?関数の外にあってもダメで、中でないといけない理由も知りたいです。

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  • python 変数 スコープで検索して出てきた記事を色々と読んでみましょう。
    – kunif
    Commented 2019年10月27日 5:18
  • @kunif 回答ありがとうございます。読んでみます。
    – sapcal000
    Commented 2019年10月27日 5:32
  • 本題とは関係ありませんが、doubleChar 関数はローカル変数を使わずに def doubleChar(str): return ''.join([2 * c for c in str]) とすることもできます。
    – user39889
    Commented 2019年10月27日 7:19
  • @kunif なるほど!そのような方法もあるのですね。ありがとうございます!
    – sapcal000
    Commented 2019年10月27日 17:02

1 件の回答 1

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for loop の前に代入が必要な理由

まず、質問文にあるように for loop の前に vessel = "" がある場合この関数はどう動作するでしょうか。doubleChar("The") が呼び出されたときの動作をひとつずつ追ってみましょう。

ループの前
str = "The"
vessel = ""

ループ
vessel += str[i] * 2

 i | vessel
--------------
 0 | "TT"
 1 | "TThh"
 2 | "TThhee"

ループの後
return "TThhee"

doubleChar 関数はこのように動作することで想定した動作を行うことが想像できます。

では、逆に vessel = "" が無かったらどうなるでしょうか。この場合最初に vessel が使われるのはループの最初、i = 0 のときとなります。このとき次の動作をすることが想定されます。

vessel += str[0] * 2

ここで += という演算子は次の動作を省略しているのでした。つまり、「今の vessel の内容に str[0] * 2+ して、それを vessel に代入する」ということです。

vessel = vessel + str[0] * 2

しかし今 vessel はこの部分で初めて使われたのでした。したがって vessel の内容はこの時点では決まっておらず、未定義なわけです。よって次のエラーが出ます。日本語に訳すと「ローカル変数 vessel が代入の前に参照されています」というエラーです。

UnboundLocalError: local variable 'vessel' referenced before assignment

このように変数の最初の値を代入することを、変数の初期化と言います。

関数の外で初期化しても駄目な理由

変数の初期化が大事ということであれば、関数の外側であらかじめ 1 回初期化しておいて、それを使いまわせば良いのではないでしょうか。今回の場合、それでは駄目だということも説明します。

実際に関数の外で初期化して動かしてみると、同じように UnboundLocalError が出ます。Python では、関数の外側の変数(グローバル変数)と内側の変数(ローカル変数)で使い方に差があります。特に、何も指定せずに関数の内側で変数を使おうとしたとき、それはローカル変数だと思われます。

したがって、次のように doubleChar 関数を定義した場合、vessel += str[i] * 2 の部分で使われようとしているのはグローバル変数 vessel ではなく、関数の内部で初期化されていることが期待されているローカル変数 vessel です。ローカル変数 vessel は初期化されていないので UnboundLocalError が出たわけです。

vessel = ""

def doubleChar(str):
    for i in range(len(str)):
        vessel += str[i] * 2
    return vessel

ちなみに、実際の動作とは異なりますがもし vessel += str[i] * 2 の部分でグローバル変数 vessel が参照されたとしても、動作がおかしくなります。というのも doubleChar 関数が最初に呼び出されたときは vessel = "" なので良いのですが、2 回目以降の呼び出しでは前回の値が残ってしまっているので想定した値を返さないのです。

# こんな感じになってしまいます
doubleChar("The")  # ==> "TThhee"
doubleChar("Two")  # ==> "TThheeTTwwoo"
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  • とても分かりやすいです!とても参考になりました。ありがとうございます!!
    – sapcal000
    Commented 2019年10月27日 17:04
  • 良かったです! もし良ければ、回答を承認することができるので、してくださると私が嬉しいです :)
    – nekketsuuu
    Commented 2019年10月27日 17:09
  • 遅れてすいません!できました!!
    – sapcal000
    Commented 2019年11月1日 15:07

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