Rubyの for を「使うな」で済ませている人は、変数スコープで一回事故ってほしい

はじめに

Rubyを書き始めると、だいたい3日目くらいに「for は使うな、each を使え」と教わります。
そして、ほとんどの人はその理由を 「Rubyらしくないから」 くらいで止めてしまっています。

止めている人に、ちょっと意地悪な質問をします。

x = "important"

[1, 2, 3].each do |x|
end
puts x  # ?

for x in [1, 2, 3]
end
puts x  # ?

上は "important"、下は 3 を返します。

これは「Rubyらしくない」では説明がつかない、挙動の差です。

for と each は同じものではありません

Ruby初学者向けの記事は、だいたい「for は内部で each を呼んでいる、だから each の方が直接的でRubyっぽい」で終わってしまいます。
半分は合っています。内部で each を呼んでいるのは本当です。ただ、肝心の差が語られていないことが多いです。

差はここにあります。

each はブロックを作ります。特に do |x| の x は ブロックパラメータ として扱われ、外側に同名のローカル変数があっても、それを上書きしません。
一方 for x in ... の x は、外側のローカル変数と同じスコープに置かれます。だからループを抜けても値が残りますし、外に同名の変数があれば踏み潰します。

ここで一点、誤解されやすいので補足しておきます。
「each のブロック内は外と完全に独立している」と言ってしまうと言い過ぎです。外側ですでに定義されているローカル変数は、each ブロックの中からでも普通に更新できます。

y = nil

[1, 2, 3].each do |x|
  y = x * 2
end

puts y  # => 6

これは動きます。y は外で定義済みなので、ブロック内からの代入が外の y に届きます。

一方で、こちらは少しややこしい挙動になります。

[1, 2, 3].each do |x|
  y = x * 2
end

puts y  # => nil

NameError にはなりません。nil が返ります。

ここがRubyのスコープの紛らわしいところで、y = という代入式がソースコード上に書かれている時点で、Rubyはパース時に y をローカル変数として認識します。ブロックの中であってもです。だから puts y は「未定義の変数を参照した」ことにはならず、「定義はされているが値が入っていない変数を参照した」扱いになり、nil が返ります。

ただし、ブロック内の y = x * 2 の代入結果が外の y に届いているわけではありません。届いていたら 6 になるはずですが、なりません。ブロック内で初めて代入された y は、ブロックローカルな別物として扱われているわけです。

つまり each のブロックスコープが効くのは、「ブロックパラメータ |x|」と「ブロック内で初めて定義された変数」 に対してです。外で定義済みの変数を触る分には、外と地続きで動きます。

for はこの区別自体を持っていません。for x in ... の x も、ループ内で初めて定義した変数も、全部メソッドのローカル変数として外に置かれます。

ここで一回、事故ってほしいです

実害が出るのは、こういうコードです。

x = "important"

[1, 2, 3].each do |x|   # ブロックパラメータなので、外のxは無事
  # ...
end
puts x  # => "important"

for x in [1, 2, 3]      # 外のxを上書きしにいく
  # ...
end
puts x  # => 3

each は外側の x を守ってくれます。for は容赦なく踏み潰します。
これを知らずに for を使うと、「変数名がたまたま被った」だけでバグります。しかもループが終わった"後"の挙動でバグるので、原因究明が遅れがちです。

「Rubyらしくない」ではなく、普通に危ないのです。

では for を使うべき場面はあるのか

「ある」という立場で書き始めて、書きながら何度か考え直しました。
正直な結論を書くと、「ある」とされている場面はあるものの、現代のRubyではほぼありません。

一応、挙げるとすれば、

• ループ後に変数を使いたいとき: 上の例の挙動を"わざと"利用するパターンです。ただ、each_with_object や inject を使う、あるいはループ前に変数を宣言しておく方が、ほぼ常に綺麗になります。
• break の戻り値を気にしたくないとき: for は式全体が配列を返します。each も同じですが、break した際の挙動がわずかに違います。実用でこれが効いた経験は、私にはありません。

要するに、「for でしか書けないコードはほぼ無く、for の方が綺麗になるコードもほぼ無い」 というのが実情だと思います。

結論: 「使うな」で覚えるのではなく、「違う」で覚えてほしいです

Rubyで for を使わない、という結論だけなら3秒で覚えられます。

でも本当に大事なのは、
「for は古いからダメ」
ではなく、
「for は each と同じ顔をして、スコープだけ違う」
ということです。

同じように見えるコードが、同じように壊れるとは限りません。

Rubyの怖さと面白さは、だいたいこういう小さなところにあります。