オーバーロードのオーバーロード

オーバーロードのオーバーロード ニュースレター: "Pythonはオーバーロードをサポートしていませんが、`+`は加算または連結のいずれかとして機能しますが、これは正しいですか？" 私の同僚のPeterがかつて私に尋ねました。この質問を説明してから、それに答えましょう。そして、それは "overloading" という言葉から始まります。これはPythonでは2つの異なる意味を持っています。 Pythonでクラスを書くとき、各メソッドは1つのバージョンしか持つことができません。例えば、これはうまくいきません: import math class Point: def __init__(self, x, y): self.x, self.y = x, y def distance(self, other_point): # この点から別の点までの距離 return math.sqrt( (self.x-other_point.x)**2 + (self.y-other_point.y)**2 ) def distance(self, x, y): # 他のx-y座標までの距離 return math.sqrt( (self.x-x)**2 + (self.y-y)**2 ) 2つのdistance()メソッドが見えますか？定義が2回されているのがわかりますか？Pythonでは、2番目のバージョンのみが保持されます。最初のバージョンはサイレントに上書きされ、削除されます。もしあなたが1つの引数（最初のdistance()には一致しますが、2番目には一致しません）でPoint.distance()を呼び出すと、エラーが発生します。 しかし、このクラスをJavaに翻訳すると、状況は異なります。Javaでは、distance()の両方のバージョンを定義できます。そしてJavaは、渡された引数の数に応じて、どちらか一方を使用します。これは "メソッドオーバーロード" と呼ばれます。しかし、Pythonではそれができません。 Peterはこのことを知っていたので、彼は`+`演算子について疑問に思いました。そしてなぜPythonはそれを異なる操作に使用させるのでしょうか？答えは、Pythonはメソッドオーバーロードをサポートしていませんが...演算子オーバーロードはサポートしているということです。そして、それがあなたが`+`を文字列と数値の両方に使用でき、実際には "マジックメソッド" のフックを使用して、あなた自身のクラスでも機能させることができる理由です。 `+`演算子の場合、`__add__`という名前のメソッドを定義することでそれを行います。例えば、Pointクラスで: class Point: def __init__(self, x, y): self.x, self.y = x, y # ... def __add__(self, other): return Point(self.x + other.x, self.y + other.y) この`__add__`メソッドは、任意のクラスで定義できます。定義すると、それらのインスタンスを一緒に加算できるようになります: >>> p = Point(1,1) + Point(2,2) >>> print(p.x, p.y) 3 3 確認すると、float()とstr()の両方に独自の`__add__`メソッドがあることがわかります。そして、それぞれ加算と文字列連結を実装しています。これがどのように機能するか見てください。 プログラミング言語について話すとき、"オーバーロード" は2つの異なることを指します。そしてPythonはそれらのうちの1つをサポートしますが、もう1つはサポートしません。（"overloaded"という言葉自体が...オーバーロードされていると言うかもしれません。） P.S. Pointクラスに戻りますが、もし本当にdistance()メソッドのオーバーロードが必要な場合はどうしますか？答え: それを行うには2つの方法があります。より一般的な方法は、distance()をディスパッチングメソッドにすることによって、自分でメソッドオーバーロードを実装することです。つまり、その仕事は直接計算を行うことではなく、どのメソッドがそれを処理すべきかを決定し、それを呼び出すことです。通常、ジェネリックな引数名を使用し、`isinstance()`または特定の引数の有無をチェックしてこれを行います: import math class Point: def __init__(self, x, y): self.x, self.y = x, y def distance(self, first, second=None): if isinstance(first, Point): # 他のPointへの距離 assert second is None return self.distance_to_other(first) elif isinstance(first, tuple): # (x, y)タプルへの距離 assert second is None return self.distance_to_pair(first) else: # 座標への距離 assert second is not None return self.distance_to_coordinates(first, second) def distance_to_coordinates(self, x, y): 'この点から他のx-y座標までの距離' return math.sqrt( (self.x-x)**2 + (self.y-y)**2 ) def distance_to_other(self, other_point): 'この点から別の点までの距離' return self.distance_to_coordinates( other_point.x, other_point.y) def distance_to_pair(self, pair): 'この点から(x, y)タプルまでの距離' x, y = pair return self.distance_to_coordinates(x, y) 2番目の、そして一般的に良い方法は、Pythonのfunctoolsモジュールにある`@singledispatch`デコレータを使用することです。これにより、最初の引数の型に基づいて異なる "ディスパッチ" メソッドをきれいに登録できます。ただし、この例のPointクラスでは、ディスパッチロジックが複雑すぎるため機能しません。しかし、もしあなたがこのようなことをする必要があるなら、まず`@singledispatch`を使ってみてください。 ニュースレター: チーム向けニュースレター研修