ループ内で定義された関数が同じ値を返すことが多いのはなぜですか?これを修正するにはどうすればよいですか?

ループ内での関数の作成: 遅延バインディングの問題への対処

ループ内で個々の関数を定義しようとすると、一般的に次の問題が発生します。すべての関数は、一意の結果を表すことを目的としているにもかかわらず、同じ値を返します。遅延バインディングとして知られるこの現象は、関数が呼び出されるまで引数を受け取らないために発生します。

for ループを使用した次の例を考えてみましょう。

functions = []
for i in range(3):
    def f():
        return i
    functions.append(f)

書かれているように、各関数は呼び出されたときに、対応する i の値を検索します。ただし、ループの実行後、すべての関数は i (2) の最終値を参照し、次の出力が得られます:

print([f() for f in functions])
# Expected: [0, 1, 2]
# Actual: [2, 2, 2]

解決策: 早期バインディングの強制

この問題に対処するには、呼び出し時ではなく定義時に引数を関数に割り当てて、早期バインディングを強制する必要があります。これは、関数定義にデフォルトの引数を追加することで実現できます。

functions = []
for i in range(3):
    def f(i=i):
        return i
    functions.append(f)

デフォルトの引数 (この場合、i=i) は、関数の呼び出し時ではなく、関数の定義時に評価されます。これにより、各関数が一意の引数値を保持し、目的の出力が生成されるようになります。

print([f() for f in functions])
# Output: [0, 1, 2]

クロージャを使用した代替アプローチ

追加の引数の可能性について懸念が生じた場合関数に渡すために、クロージャを使用してより複雑なアプローチを実装できます。

def make_f(i):
    def f():
        return i
    return f

このシナリオでは、関数ファクトリー (make_f) が作成されます。ループ内では、make_f から返された関数は、def f(): を直接呼び出すのではなく、変数 f に割り当てられます。このアプローチでは、早期バインディング ソリューションと同様に、各関数がその排他的な引数値を保持することが保証されます。

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