Pythonにおける三点リーダー(...)の役割とは？様々な活用例を徹底解説

Pythonを学んでいると、時折「...」という三点リーダーを見かけることがあるかもしれません。これは一体何なのでしょうか？この記事では、Pythonにおける三点リーダー（Ellipsis）の役割と様々な活用例をわかりやすく解説します。

三点リーダー(Ellipsis)とは？

PythonのEllipsisは、特別なオブジェクトの一つです。メソッドを持たず、シングルトンオブジェクトとして、簡単に単一のインスタンスにアクセスできます。

三点リーダー(Ellipsis)の主な使用例

Ellipsisは、多岐にわたる用途で利用されます。主な使用例を見ていきましょう。

• Pythonインタプリタでのデフォルトのセカンダリプロンプト: 複数行にわたるコードを入力する際に表示されます。
• 多次元配列/NumPyインデックス操作: NumPyで配列の要素にアクセスしたり、スライスする際に利用できます。
• 型ヒント: 関数の引数や戻り値の型を定義する際に使用されます。
• passステートメントの代替: 関数の中身を記述しない場合に、プレースホルダーとして使用されます。

NumPyでの多次元配列へのアクセスとスライス

NumPy配列において、Ellipsisは特定の範囲の要素にアクセスしたり、高次元のデータ構造をスライスしたりする際に役立ちます。

例えば、array[..., 0]、array[Ellipsis, 0]、array[:, :, :, 0]は全て同じ意味を持ち、配列の最後の次元の最初の要素を抽出します。

import numpy as np
array = np.random.rand(2, 2, 2, 2)
print(array[..., 0])
print(array[Ellipsis, 0])

型ヒントでの活用

Ellipsisは、typingモジュールと共に、型ヒントを記述する際に利用できます。

引数の型が任意の型(Any)の場合

Callable型ヒントで、引数の型を特定せずに、文字列を返す関数であることを示すことができます。

from typing import Callable
def inject(get_next_item: Callable[..., str]) -> None:
    ... # 引数の型は Any とみなされます

戻り値の型が任意の型(Any)の場合

関数の戻り値の型が特定できない場合に、Ellipsisを利用できます。

class flow:
    def __understand__(self, name: str, value: ...) -> None: ...

passステートメントの代替としての使用

Ellipsisは、関数やクラスの中身を後で実装する場合のプレースホルダーとして、passステートメントの代わりに使用できます。

def foo():
    ... # pass と同じ意味

デフォルト引数値としての使用

Ellipsisは、引数が渡されなかった場合とNoneが渡された場合を区別するために、デフォルト引数値として使用可能です。

def foo(x = ...):
    return x

print(foo)

注意点：多重なEllipsisはエラーとなる

スライス操作において、複数のEllipsisを使用することはできません。

l[..., 1, ...] # これはエラーになります

まとめ

PythonのEllipsisは、様々な場面で活躍する便利なオブジェクトです。型ヒント、NumPyの配列操作、プレースホルダーなど、その用途は多岐に渡ります。Ellipsisを理解し使いこなすことで、より効率的で洗練されたPythonコードを書けるようになります。