Pythonで2つの変数を1行で入れ替える（スワップする）方法

この記事では、Pythonを使って2つの変数をたった1行で入れ替える（スワップする）方法を解説します。多くのプログラミング言語では一時的な変数が必要になりますが、Pythonなら驚くほどシンプルに実現できます。

基本的な書き方

Pythonで変数を交換する標準的な方法は以下の通りです。

>>> a = 20; b = 30
>>> a
20
>>> b
30
>>> # 変数を1行で入れ替える
>>> a, b = b, a
>>> a
30
>>> b
20

上記のコードを実行すると、a と b の値が正しく入れ替わっていることが確認できます。ポイントは a, b = b, a というたった1行だけです。

仕組みの解説

なぜこれで値が入れ替わるのでしょうか？　その鍵はPythonの評価順序にあります。

Pythonは式を基本的に左から右へ評価しますが、代入文を評価する際には、右辺が左辺よりも先に評価されるというルールがあります。

このルールに基づいて、a, b = b, a の動作を順番に見ていきましょう。

ステップ1：右辺の評価

まず右辺の b, a が評価されます。このとき、メモリ上に2つの要素を持つタプルが新しく作成されます。タプルの各要素は、この命令が実行された時点で識別子 b と a が参照していたオブジェクトです。

ステップ2：タプルの一時保持

タプルは作成されましたが、この時点ではまだどの変数にも代入されていません。しかし問題ありません。Pythonは内部的にそのタプルの場所を把握しているためです。

ステップ3：左辺へのアンパック（代入）

次に左辺が評価されます。左辺は a と b という2つの識別子で構成されているため、先ほど作成されたタプルはアンパック（展開）されます。その結果、以下のように同時に代入が行われます。

• 左側の1番目の識別子 a に、タプルの1番目の要素（元の b の値）が代入される
• 左側の2番目の識別子 b に、タプルの2番目の要素（元の a の値）が代入される

まとめ

a, b = b, a という式では、「右辺の1番目の値が左辺の1番目へ、右辺の2番目の値が左辺の2番目へ」という代入が同時に行われます。この仕組みにより、一時変数を使うことなく、aとbの値を1行で美しく入れ替えられるのです。

ちなみに、このテクニックは3つ以上の変数にも応用できます。例えば a, b, c = c, a, b と書けば、3つの変数をまとめてローテーションさせることが可能です。これはPythonの「タプルのパッキング／アンパッキング」という言語機能によるもので、Pythonらしい簡潔で読みやすいコードの代表例といえます。