連鎖比較と優先順位｜コードで実践

このレッスンで作るもの — 0 <= price <= budget のように比較を連ねる書き方と、演算子が計算される順番を整理します。

連鎖比較と優先順位

「金額が 0 円以上、かつ予算以下」を判定したいとします。前回までの道具で書くと下記のようになります。

price >= 0 and price <= budget

間違いではありません。ただ Python には、これを数学の式そのままの見た目で書ける記法があります。

0 <= price <= budget

これを 連鎖比較 と呼びます。多くのプログラミング言語では書けない、Python の気持ちのよいところです。

数学で 0 ≦ x ≦ 10 と書くのと同じ形がそのまま通ります。読み手にとって意味が一瞬で分かるので、範囲の判定はこの形を優先します。

連鎖比較の中身

0 <= price <= budget は、内部的には 0 <= price and price <= budget と同じ意味に展開されます。つまり 両方の条件を満たしたときだけ True です。

price = 500
budget = 3000
print(0 <= price <= budget)  # True

price = 5000
print(0 <= price <= budget)  # False

and に展開されるので、真ん中の price は 1 回しか評価されません。関数呼び出しを真ん中に置いても二重に呼ばれない、という利点もあります。

3 つ以上つなぐこともできます。0 <= a <= b <= 100 のような書き方も通りますが、長くなるほど読みにくくなるので、2 段までにとどめるのが実用的です。

演算子の優先順位

式の中に複数の演算子が混ざったとき、どれから計算されるかは決まっています。強い順に並べると下記のとおりです。

かっこ ()
掛け算・割り算 * / // %
足し算・引き算 + -
比較 < <= > >= == != in not in
not
and
or

算数の演算が先、次に比較、最後に論理演算という 3 段構えです。この順番のおかげで、下記の式はかっこなしで期待どおりに動きます。

total = 1200
budget = 3000
print(total * 2 > budget and total > 0)  # True

total * 2 の 2400 が先に出て、2400 > 3000 は False、total > 0 は True、False and True で False。落ち着いて上から段を降りれば読めます。

diagram (will load when visible)

迷ったらかっこ

優先順位は覚えるに越したことはありませんが、実務では 迷ったらかっこを付ける のが正解です。かっこは実行速度をほとんど変えず、読み手の負担だけを減らします。

# 動きは同じだが、意図がはっきりする
(total > budget) or ((total > 0) and (category == "食費"))

とくに and と or が混ざるときは要注意です。and のほうが強いので、A or B and C は A or (B and C) になります。(A or B) and C のつもりで書くと結果が変わります。

「動くから正しい」と「読めるから正しい」は別の話です。3 か月後の自分が読める式を書いてください。

動きを追ってみる

in_range(500, 3000) の流れを追います。

price に 500、budget に 3000 が入る
0 <= price を評価して True になる
price <= budget を評価して True になる
両方 True なので全体が True になり、それが返る

in_range(-100, 3000) なら、1 つ目の 0 <= -100 が False になった時点で打ち切られ、False が返ります。マイナスの金額を弾けるので、入力チェックとして使えます。

よくある間違い

不等号の向きをそろえない — 0 <= price >= budget と書くと、意味の分からない条件になります。範囲を表すときは向きをそろえます。
and と or の強さを逆に覚える — and のほうが強く、先にまとまります。混ぜるときはかっこを付けます。
0 <= price <= budget を 0 <= price and <= budget と書く — and の右側にも完全な条件が必要です。この形は SyntaxError になります。

やってみよう

関数 in_range(price, budget) を実装してください。price が 0 以上かつ budget 以下のとき True、そうでないとき False を返します。

return 0 <= price <= budget の 1 行で書けます。and を使った形でも正解ですが、まずは連鎖比較の書き味を試してみてください。price がちょうど 0 のときも、ちょうど budget と同じときも、どちらも範囲に含まれて True になります。

連鎖比較と優先順位