2025/01/25

2. 「サブクラスで継承しても、サブクラスを正しく指したい」ここって上の方だとclsはすでに用意されてるみたいな話だったけど、ここだと使ったクラスがそのまま入るの？あと class Document: def __init__(self, text): self.text = text # インスタンスメソッド: 個別のオブジェクトのメソッド def word_count(self): return len(self.text.split()) # クラスメソッド: まだインスタンスを持たずに呼べる @classmethod def from_file(cls, filename): with open(filename, "r") as f: text = f.read() return cls(text) # cls(...) => Document(text) ChatGPT

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考え終わりました

以下では、「サブクラスでクラスメソッドを呼んだとき cls にサブクラスが入る」という仕組みや、サンプルコード

class Document: def __init__(self, text): self.text = text def word_count(self): return len(self.text.split()) @classmethod def from_file(cls, filename): with open(filename, "r") as f: text = f.read() return cls(text) class MarkdownDocument(Document): def __init__(self, text): super().__init__(text) # Markdown用の処理など doc = MarkdownDocument.from_file("foo.md")

で「どういう順序で何が起きているか」を、ステップバイステップで解説します。

1. 「サブクラスで継承しても `cls` はサブクラスを指す」流れ

1-1. 呼び出し開始

doc = MarkdownDocument.from_file("foo.md")

Python は MarkdownDocument というクラスに対して、属性 from_file を探します。
- MarkdownDocument 自身には from_file が定義されていませんが、親クラス Document に from_file (クラスメソッド) が存在するので、そこがヒットします。
ところが、その from_file は「クラスメソッドのデスクリプタ」という特別なオブジェクトです（@classmethod が付与されているため）。
- Python はこのデスクリプタを使って「MarkdownDocument にバインドされたクラスメソッド」を返す仕組みになっています。
したがって最終的に MarkdownDocument.from_file("foo.md") を呼ぶ時点で、Python は暗黙的に「cls = MarkdownDocument」として from_file(cls, "foo.md") を呼び出すかたちに展開します。
- つまり、「継承元は Document だけど、呼び出し元クラスは MarkdownDocument だから cls はサブクラスのほう」という決定が行われます。

1-2. `from_file` メソッドの中身

@classmethod def from_file(cls, filename): with open(filename, "r") as f: text = f.read() return cls(text)

この時点で cls には MarkdownDocument が入っています。
with open(filename, "r") as f: → ファイル foo.md を開き、中身を text として読み取ります。
return cls(text) → cls は MarkdownDocument なので、MarkdownDocument(text) が呼び出されます。

1-3. `MarkdownDocument.init` 呼び出し

class MarkdownDocument(Document): def __init__(self, text): super().__init__(text) # Markdown 用の追加初期化など

MarkdownDocument(text) によってコンストラクタが呼ばれると、__init__ が起動します。
super().__init__(text) で 親クラス Document.__init__ を呼び出し、さらに self.text をセット。
ここで Markdown 用の何らかの初期化処理をしてもよい。
最終的に MarkdownDocument オブジェクトが作られ、それが from_file(...) の戻り値になります。

1-4. 返却

doc には MarkdownDocument インスタンス が格納される。
こうして「サブクラスから呼んでも cls はサブクラスを指し、そのクラスの __init__ でインスタンスを作る」動きが実現されています。

2. そもそも「cls はすでに用意されてる」のに「使ったクラスがそのまま入る」とは？

「cls が用意されている」というのは、「クラスメソッドの定義（def from_file(cls, filename): ...）で、第1引数として cls を書く**」ということ。
呼び出し時に Python は「このメソッドは classmethod だから、呼んだクラスを第1引数として渡そう」と判断します。
よって「呼んだクラスが何であれ、そのクラス自体が cls に割り当てられる」仕組みが働くわけです。
親クラスに定義してあっても、サブクラスで呼べば 「サブクラスを cls として渡す」 というのがポイント。

3. `Document` と `from_file` の順序（細かい動き）

次に、「Document.from_file」の処理フローをもう少し細かい観点で順番をまとめてみましょう。

Python がクラス Document を読み込む
- def __init__ (インスタンスメソッド)、@classmethod def from_file (クラスメソッド) が登録される。
- その際 from_file は「classmethod の descriptor」として Document クラスの属性に付与される。
Python がクラス MarkdownDocument を読み込む
- 継承元は Document。
- __init__ が上書きされているが、from_file は定義されていない → 親クラスのやつを継承。
呼び出し MarkdownDocument.from_file("foo.md")
- 「MarkdownDocument クラスオブジェクト」から「from_file 属性」を取得。
- 実際には「親クラス Document の from_file」を参照、かつクラスメソッドデスクリプタに対して「呼び出しクラス = MarkdownDocument」がバインドされる。
- 結果として「関数呼び出し( from_file(MarkdownDocument, "foo.md") )」が行われる。
from_file の中で cls は MarkdownDocument
- ファイル読み込み→text
- return cls(text) → return MarkdownDocument(text)
MarkdownDocument.__init__ が呼ばれる
- super().__init__(text) → Document.__init__ → self.text = text
- MarkdownDocument固有の処理あれば実行
- インスタンス完成 → 呼び出し元に返る。

4. なぜ「インスタンスメソッド」だとこれができないの？

もし from_file をインスタンスメソッドで書いたら、こうなります:

class Document: def __init__(self, text): self.text = text def from_file(self, filename): with open(filename, "r") as f: text = f.read() # self に何をセットする？ → 既存のself書き換えか？ self.text = text return self

この書き方だと、呼び出す前に Document() のインスタンスが必要になります。
- doc = Document("") # 仮に空文字で作るとか
- doc.from_file("foo.md") → self は空文字がセットされた doc インスタンス
- しかも「呼んだ時点で既にあるインスタンス」を書き換えるだけ。
「新しく Document オブジェクトを生成する」には Document() が必要だが、それはすでに別のインスタンスになってしまう…という形で、あまりに不自然です。

クラスメソッドなら、「インスタンスを作る前に from_file を呼び出す」 → ファイルを読み込む → 生成した文字列で cls(text) → 新しいインスタンスを作る。
サブクラスであれば cls = サブクラス なのでサブクラスのオブジェクトが生成される、という流れを自然に書けるわけです。

まとめ

「サブクラスで継承してもサブクラスが cls に入る」 というのは、
- Python のクラスメソッド呼び出しで「呼び出し元クラスを第1引数に注入する」仕組み（descriptor）によるもの。
- だからこそ MarkdownDocument.from_file("foo.md") のときは cls=MarkdownDocument となり、MarkdownDocument.__init__ が呼ばれてサブクラスのインスタンスが作られる。
**「まだインスタンスが無い段階で呼び出す」**とは、Document.from_file(...) のように「クラス名から直接メソッドを呼ぶ」形を取れることを指し、インスタンスを作る前に実行できる利点がある。
cls(text) という呼び方で、実際には「呼んできたクラス(サブクラス)の __init__」を起動するため、サブクラスでオーバーライドした初期化処理も問題なく動く。

以上のステップがクラスメソッド & 継承の仕組み全体で「何が起きているか」です。

何が何だかよくわからなくなってきた。あとインスタンスメソッドの初期化って何？一体何をやっているの？

hatGPT

インスタンスメソッドと初期化の仕組み

1m 38sの間、思考

「インスタンスメソッドの初期化って何？」と聞かれると混乱しますよね。
Python で言う「インスタンスを初期化する」というと、具体的には**__init__ メソッド**を指す場合が多いです。以下では、その仕組みをあらためて整理します。

1. `init` は「インスタンスメソッドによる初期化」

class MyClass: def __init__(self, x): # ここが「インスタンスの初期化処理」 self.x = x

__init__ は「Python におけるコンストラクタ的役割」を担う特別なインスタンスメソッドです。
ただし C++ などと違い「オブジェクトを“作る”」のではなく、「すでに作られたインスタンス（self）を受け取って、初期設定を行う」メソッド」です。

1-1. どうやって呼ばれるのか

ふつうは MyClass(...) と書いた瞬間、Python が
1. 「空の MyClass オブジェクト」を作る（厳密には __new__ という仕組み）
2. 作ったインスタンスを __init__ に渡して呼び出す (self がそれ)
結果として「__init__ の中で self.x = ... など属性をセット」できるわけです。

1-2. なぜ「インスタンスメソッド」なのか

__init__ は引数の第一に self を取ります。
- すでに作られた個別のオブジェクトが渡されるので、まさに「インスタンスメソッド」(=オブジェクトに紐づくメソッド)という扱いになります。
インスタンスの状態をセットしたり、ログを出したりといった「オブジェクトが誕生したあとに行う処理」を書く場所です。

2. 「クラスメソッドでインスタンスを作る」場合との違い

class MyClass: def __init__(self, x): self.x = x @classmethod def from_string(cls, s): # 何らかの変換処理 x = int(s) # ここで cls(...) → `__init__` が呼ばれてインスタンスが出来上がる return cls(x)

クラスメソッド (from_string) は「まだインスタンスが無い状態」で呼び出す。
その中で cls(...) と書くと、「cls が指すクラス（例えば MyClass）をインスタンス化」→ その結果 __init__ が呼ばれる。
結局、最終的には「__init__ によるインスタンスの初期化」が必ず起きる。

2-1. 最終的に `init` が動くのは同じ

クラスメソッドが「もう1つの“入口”」としてデータ変換やファイル読み込みなどをしているだけで、オブジェクトを実際に初期化するのは __init__。
つまり、「複雑な手順を踏んで最後に cls(...) を呼ぶ → __init__ で初期化」という流れ。

3. 何を「初期化」しているのか

__init__ の中では、「インスタンスごとに異なる属性」をself.属性名 = 値 の形で設定する。
たとえば:

class DatabaseConnection: def __init__(self, host, port): self.host = host self.port = port self.connection = self._connect_to_db(host, port) # 内部メソッドで接続

host と port はインスタンスごとに違う値になり得るので、__init__ で設定している。
これが「インスタンスを初期化する」という作業です。

4. まとめ

インスタンスメソッドの初期化 = __init__ メソッド
- Python でオブジェクトが作られるときに自動で呼ばれる特別なインスタンスメソッド。
- self に対して、必要な属性や準備を行う。
クラスメソッド は「インスタンスを作る前に何かしたい」ときに便利な“別の呼び出し口”。
- しかし実際には cls(...) でオブジェクトを作れば**__init__** が呼ばれ、最終的にはインスタンスメソッドによる初期化が行われる。
結局のところ “インスタンス” は必ず __init__ を経由して完成する。
- 「クラスメソッドを使ったから初期化されない」わけではなく、最終的には __init__ に到達する。

「インスタンスメソッドの初期化」=「__init__ で self をセットすること」と捉えると理解しやすいでしょう。

あなた:

selfって何？あとクラスメソッド (from_string) は「まだインスタンスが無い状態」で呼び出す。その中で cls(...) と書くと、「cls が指すクラス（例えば MyClass）をインスタンス化」→ その結果 __init__ が呼ばれる。結局、最終的には「__init__ によるインスタンスの初期化」が必ず起きる。ここら辺がよくわからなくなった。

考え終わりました

以下では、self とは何か、そして「クラスメソッド内で cls(...) を呼んだ結果 __init__ が起動し、self にインスタンスが渡される流れ」を整理して解説します。

1. `self` とは何か？

self は Python のインスタンスメソッドでの慣習的な名前で、「そのメソッドを呼び出したインスタンス(オブジェクト)」を指し示す引数です。

class MyClass: def some_method(self, arg): # ここで self は、このメソッドを呼び出しているインスタンスを表す print("Self is:", self, ", arg is:", arg)

例えば

obj = MyClass() obj.some_method(100)

を呼ぶと、Python内部では「MyClass.some_method(obj, 100)」のように展開され、obj が**self** という引数に自動的に渡されます。
このように**「インスタンスメソッド」は“どのオブジェクトが呼んだか”を第1引数で受け取り、その参照名を self とする**のが Python の流儀です。

1-1. `self` の役割

インスタンスごとに異なる属性 (self.name, self.age など) をアクセス・変更するために必要。
インスタンスメソッドの中で self.xxx = ... と書くと、「呼び出し元インスタンスの xxx 属性」をセットできる。

2. クラスメソッド内で `cls(...)` を呼ぶ → `init` が動く仕組み

class MyClass: def __init__(self, x): # ここで self は新規生成されたインスタンス print("Initializing with x =", x) self.x = x @classmethod def from_string(cls, s): value = int(s) return cls(value)

ここで from_string("123") を呼ぶと、まだインスタンスが無い状態（クラスから直接呼び出し）ですが、最終的には __init__ が呼ばれ「新たなインスタンスが生成・初期化」されます。

2-1. 呼び出しフロー

MyClass.from_string("123")
- Python はクラスメソッドである from_string を、クラス(MyClass)を第一引数(cls)にして呼ぶ
- 実質 from_string(MyClass, "123") の形
value = int("123")
- → value = 123
return cls(value)
- cls は MyClass
- cls(123) という呼び出しは MyClass(123) と同じ意味
- ここでオブジェクトが作られる
  - 正確には、Python は MyClass.__new__ → MyClass.__init__ の順に呼び出し、最終的に**__init__** が起動
__init__(self, x) の呼び出し
- Python が新規インスタンス(まだ中身空)を生成 → それを self として __init__ に渡す
- __init__ 内で self.x = 123 など初期化
完成したインスタンス を from_string が返す

2-2. 生成されたインスタンスの `self`

__init__ が呼ばれるとき、「新しいインスタンス」が self として渡されます。
これは「クラスメソッド内部で cls(...) を呼んだとき」も同じです。
- 「cls」は“クラスオブジェクト”、そこで「cls(...)」＝「MyClass(...)」 → “新規インスタンス” を作る
- その“新規インスタンス”が __init__ の self になる

3. まとめ

self は「インスタンスメソッドの第1引数」。
- メソッドを呼ぶオブジェクト自体が入る → 「呼んだオブジェクトの属性を操作するために必要」
クラスメソッド は「インスタンスを作る前」に呼べるが、最終的に cls(...) で新規インスタンスを作れば**__init__** が呼ばれる → その時、self に新規インスタンスが割り当てられ、初期化処理を行う。
順序:
- MyClass.from_string("123") → from_string(MyClass, "123")
- value = 123
- cls(value) → MyClass(value) → __init__(self, value)
- self.x = value
- インスタンス返却

これが「クラスメソッド(=まだインスタンスの無い状態で呼ぶ) → cls(...) でインスタンスを作る → __init__ に self が渡る → インスタンス初期化」の一連の流れです。

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考え終わりました

以下では、self とは何か、そして「クラスメソッド内で cls(...) を呼んだ結果 __init__ が起動し、self にインスタンスが渡される流れ」を整理して解説します。

1. self とは何か？

self は Python のインスタンスメソッドでの慣習的な名前で、「そのメソッドを呼び出したインスタンス(オブジェクト)」を指し示す引数です。

python

コピーする

class MyClass:

def some_method(self, arg):

# ここで self は、このメソッドを呼び出しているインスタンスを表す

print("Self is:", self, ", arg is:", arg)

例えば

python

コピーする

obj = MyClass()

obj.some_method(100)

を呼ぶと、Python内部では「MyClass.some_method(obj, 100)」のように展開され、obj が**self** という引数に自動的に渡されます。
このように**「インスタンスメソッド」は“どのオブジェクトが呼んだか”を第1引数で受け取り、その参照名を self とする**のが Python の流儀です。

1-1. self の役割

インスタンスごとに異なる属性 (self.name, self.age など) をアクセス・変更するために必要。
インスタンスメソッドの中で self.xxx = ... と書くと、「呼び出し元インスタンスの xxx 属性」をセットできる。

2. クラスメソッド内で cls(...) を呼ぶ → __init__ が動く仕組み

python

コピーする

class MyClass:

def __init__(self, x):

# ここで self は新規生成されたインスタンス

print("Initializing with x =", x)

self.x = x

@classmethod

def from_string(cls, s):

value = int(s)

return cls(value)

ここで from_string("123") を呼ぶと、まだインスタンスが無い状態（クラスから直接呼び出し）ですが、最終的には __init__ が呼ばれ「新たなインスタンスが生成・初期化」されます。

2-1. 呼び出しフロー

MyClass.from_string("123")
- Python はクラスメソッドである from_string を、クラス(MyClass)を第一引数(cls)にして呼ぶ
- 実質 from_string(MyClass, "123") の形
value = int("123")
- → value = 123
return cls(value)
- cls は MyClass
- cls(123) という呼び出しは MyClass(123) と同じ意味
- ここでオブジェクトが作られる
  - 正確には、Python は MyClass.__new__ → MyClass.__init__ の順に呼び出し、最終的に**__init__** が起動
__init__(self, x) の呼び出し
- Python が新規インスタンス(まだ中身空)を生成 → それを self として __init__ に渡す
- __init__ 内で self.x = 123 など初期化
完成したインスタンス を from_string が返す

2-2. 生成されたインスタンスの self

__init__ が呼ばれるとき、「新しいインスタンス」が self として渡されます。
これは「クラスメソッド内部で cls(...) を呼んだとき」も同じです。
- 「cls」は“クラスオブジェクト”、そこで「cls(...)」＝「MyClass(...)」 → “新規インスタンス” を作る
- その“新規インスタンス”が __init__ の self になる

3. まとめ

self は「インスタンスメソッドの第1引数」。
- メソッドを呼ぶオブジェクト自体が入る → 「呼んだオブジェクトの属性を操作するために必要」
クラスメソッド は「インスタンスを作る前」に呼べるが、最終的に cls(...) で新規インスタンスを作れば**__init__** が呼ばれる → その時、self に新規インスタンスが割り当てられ、初期化処理を行う。
順序:
- MyClass.from_string("123") → from_string(MyClass, "123")
- value = 123
- cls(value) → MyClass(value) → __init__(self, value)
- self.x = value
- インスタンス返却

これが「クラスメソッド(=まだインスタンスの無い状態で呼ぶ) → cls(...) でインスタンスを作る → __init__ に self が渡る → インスタンス初期化」の一連の流れです。

2025/01/25

1. 「サブクラスで継承しても cls はサブクラスを指す」流れ

1-1. 呼び出し開始

1-2. from_file メソッドの中身

1-3. MarkdownDocument.__init__ 呼び出し

1-4. 返却

2. そもそも「cls はすでに用意されてる」のに「使ったクラスがそのまま入る」とは？

3. Document と from_file の順序（細かい動き）

4. なぜ「インスタンスメソッド」だとこれができないの？

まとめ

1. __init__ は「インスタンスメソッドによる初期化」

1-1. どうやって呼ばれるのか

1-2. なぜ「インスタンスメソッド」なのか

2. 「クラスメソッドでインスタンスを作る」場合との違い

2-1. 最終的に __init__ が動くのは同じ

3. 何を「初期化」しているのか

4. まとめ

1. self とは何か？

1-1. self の役割

2. クラスメソッド内で cls(...) を呼ぶ → __init__ が動く仕組み

2-1. 呼び出しフロー

2-2. 生成されたインスタンスの self

3. まとめ

1. 「サブクラスで継承しても `cls` はサブクラスを指す」流れ

1-2. `from_file` メソッドの中身

1-3. `MarkdownDocument.init` 呼び出し

3. `Document` と `from_file` の順序（細かい動き）

1. `init` は「インスタンスメソッドによる初期化」

2-1. 最終的に `init` が動くのは同じ

1. `self` とは何か？

1-1. `self` の役割

2. クラスメソッド内で `cls(...)` を呼ぶ → `init` が動く仕組み

2-2. 生成されたインスタンスの `self`