【Pythonプログラミングの基礎】リスト内包表記からジェネレータ式まで!効率的なデータ処理をマスターしよう!

※関数の書き方・実行結果に誤りがあるケースがあります。随時修正中です。また誤りに気づかれた方はこちらからご連絡頂きますとめちゃ嬉しいです。

目次

Pythonプログラミングの基礎:リスト内包表記の基本

みんな、Pythonを使ってるときに「リスト」ってよく出てくると思うけど、リスト内包表記はそのリストをサクッと作るための便利な方法なんやで!これを使うと、コードがスッキリして読みやすくなるし、処理も早いから、プログラミングがもっと楽しくなるんや。

例えば、スーパーで買い物をする時に、いちいちレジで一個ずつ商品を並べるんじゃなくて、カゴに入れてそのままレジに持っていくやん?それと一緒で、リスト内包表記を使うと、一気にリストを作れるんや!すなわち、時間も手間も節約できるってわけや。

この章では、リスト内包表記の基本構文から条件付き、ネストしたリスト、辞書内包表記、そしてメモリ効率の良いジェネレータ式まで、じっくり学んでいくで!準備はええか?それでは、行こか!

リスト内包表記の基本構文

リスト内包表記って、Pythonでリストを作るための短くてキレイな書き方やねん。普通のリストを作る時は、ループを使って一個ずつ追加するけど、リスト内包表記を使うと、一発でリストが作れるんや。

基本の構文はこんな感じやで:

[式 for 変数 in イテラブル]

これを詳しく見てみると、

  • :リストに追加したい値や計算式
  • 変数:イテラブルから取り出した要素を代入する変数
  • イテラブル:リストやタプル、文字列など、繰り返し処理できるもの

例えば、1から10までの数字を2倍にしたリストを作りたいときは、こんな感じや:

[2 * x for x in range(1, 11)]

これを実行すると、2から20までの数字が入ったリストができるんや。めっちゃ簡単やろ?さぁ、実際に試してみて、リスト内包表記の楽しさを体感してみてな!

条件付きリスト内包表記

次は、条件付きリスト内包表記について学ぼう!これは、特定の条件を満たす要素だけをリストに追加することができる便利な機能やで。普通のリスト内包表記に条件を加えるだけやから、使い方も簡単や。

基本の構文はこんな感じや:

[式 for 変数 in イテラブル if 条件]

ここで、新たに加わったのが条件や。これは、リストに追加するかどうかを決めるためのものやで。

例えば、1から10までの数字の中で、偶数だけを取り出してリストを作りたいときは、こう書くんや:

[x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0]

これを実行すると、2、4、6、8、10っていう偶数だけが入ったリストができるんや。条件を使うことで、自分が欲しいデータだけを簡単に取り出せるのがリスト内包表記の魅力やね!

さぁ、これを使って他の条件も試してみて、自分だけのリストを作成してみよう!どんなリストができるかワクワクするやろ?

ネストしたリスト内包表記

さて、次はネストしたリスト内包表記についてや!これは、リストの中にリストを作るための方法やで。少し難しく感じるかもしれんけど、使いこなせればめっちゃ便利やから、しっかり勉強しような。

基本の構文はこんな感じや:

[[式 for 変数1 in イテラブル1] for 変数2 in イテラブル2]

これを見たら、二重のループがあることがわかると思うで。1つ目のループで外側のリストを作り、2つ目のループで内側のリストを作るんや。

具体例を見てみよう!例えば、1から3までの数字を使って、各数字に対して1から3までの数字を掛け合わせたリストを作るときは、こんな風に書くんや:

[[x * y for y in range(1, 4)] for x in range(1, 4)]

これを実行すると、こんなリストができるで:

[[1, 2, 3], 
 [2, 4, 6], 
 [3, 6, 9]]

それぞれの行が、外側の数字に対する内側の数字の掛け算になってるんや!ネストしたリスト内包表記を使うことで、複雑なデータ構造を簡単に作れるようになるから、ぜひ挑戦してみてな!どんなリストができるか、自分だけのアイデアを試してみるのも楽しいで!

辞書内包表記とセット内包表記

さて、次は辞書内包表記とセット内包表記について学んでいこう!リストだけじゃなくて、辞書やセットも内包表記を使って簡単に作れるんやで。これを覚えると、データを整理するのがもっと楽になるから、しっかりついてきてな!

辞書内包表記

辞書内包表記は、キーとバリューのペアを作るための構文や。基本の構文はこんな感じや:

{キー: バリュー for 変数 in イテラブル}

例えば、1から5までの数字をキーにして、その2倍の値をバリューに持つ辞書を作りたいときは、こんな風に書くんや:

{x: x * 2 for x in range(1, 6)}

これを実行すると、以下のような辞書ができるで:

{1: 2, 2: 4, 3: 6, 4: 8, 5: 10}

セット内包表記

次はセット内包表記や。セットっていうのは、重複を許さないコレクションやから、同じ値は一つだけ入るんや。基本の構文はこんな感じ:

{式 for 変数 in イテラブル}

例えば、1から10までの数字の中で、偶数だけをセットにしたいときは、こう書くんや:

{x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0}

これを実行すると、以下のようなセットができるで:

{2, 4, 6, 8, 10}

リスト内包表記と似てるけど、セット内包表記は重複を取り除いてくれるから、ユニークな値だけが欲しいときに便利や!

辞書内包表記とセット内包表記を使いこなすことで、データの整理や処理がもっとスムーズになるから、ぜひ試してみてな!色んなデータを扱って、自分だけの辞書やセットを作成してみよう!

ジェネレータ式:メモリ効率の良い反復処理

次は、ジェネレータ式について学ぶで!これもめっちゃ便利な機能やから、しっかり覚えてな。ジェネレータは、メモリを効率的に使ってデータを生成するための仕組みや。特に、大量のデータを扱うときには、その真価を発揮するで!

ジェネレータ式の構文

ジェネレータ式は、リスト内包表記に似てるけど、リストを作るんじゃなくて、イテレータを生成するんや。基本の構文はこんな感じや:

(式 for 変数 in イテラブル)

ここで、丸括弧を使うことで、リストの代わりにジェネレータを作ることができるんや。

ジェネレータの利点

ジェネレータ式の最大の利点は、メモリの効率が良いことや。リストを作ると、全てのデータがメモリに格納されるけど、ジェネレータは必要なときに必要なだけデータを生成してくれるんや。これが特に大きなデータを扱うときに役立つんやで。

例えば、1から10までの数字を生成するジェネレータを作りたい場合、こんな風に書くんや:

gen = (x for x in range(1, 11))

このgenは、実際に全ての数字をメモリに保持せず、必要になったときに数字を一つずつ生成してくれるんや。

ジェネレータの使い方

ジェネレータを使うときは、forループやnext()関数を使って反復処理することができるで。例えば、先ほどのジェネレータを使って数字をリストに変換するには、こんな風に書くんや:

list(gen)

これを実行すると、1から10までの数字がリストに変換されるんやけど、最初に作ったジェネレータは使い切られてもうてるから、再利用はできへんで。

このように、ジェネレータ式をうまく使いこなすことで、メモリを節約しながら効率的にデータを処理することができるんや。ぜひ、自分でも色んなジェネレータを試してみて、その便利さを体感してみてな!

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