オブジェクトの結合・カウント・反復処理

効率的なPythonコードの書き方

Logan Thomas

Scientific Software Technical Trainer, Enthought

ポケモン概要

トレーナー（ポケモンを収集する）

alt="ポケモンゲームに登場するトレーナーの一人、サトシ"

ポケモン概要

ポケモン（架空の動物キャラクター）

alt="Squirtle、Pikachu、Bulbasaur、Charmander；ポケモンゲームに登場するポケモンの一部"

ポケモン概要

ポケモン図鑑（捕まえたポケモンを保存する）

alt="トレーナーが捕まえたポケモンを保存するツール、ポケモン図鑑"

ポケモンの説明

alt="ポケモンのSquirtleとそのメタデータ"

ポケモンの説明

alt="ポケモンのSquirtleとそのメタデータ、NameフィールドとGenerationフィールドが強調表示されている"

ポケモンの説明

alt="ポケモンのSquirtleとそのメタデータ、TypeフィールドとLegendaryフィールドが強調表示されている"

ポケモンの説明

alt="ポケモンのSquirtleとそのメタデータ、HP・攻撃・防御・特攻・特防・素早さ・合計フィールドが強調表示されている"

オブジェクトの結合

names = ['Bulbasaur', 'Charmander', 'Squirtle']
hps = [45, 39, 44]

combined = []

for i,pokemon in enumerate(names):
    combined.append((pokemon, hps[i]))

print(combined)

[('Bulbasaur', 45), ('Charmander', 39), ('Squirtle', 44)]

zipによるオブジェクトの結合

names = ['Bulbasaur', 'Charmander', 'Squirtle']
hps = [45, 39, 44]

combined_zip = zip(names, hps)

print(type(combined_zip))

<class 'zip'>

combined_zip_list = [*combined_zip]

print(combined_zip_list)

[('Bulbasaur', 45), ('Charmander', 39), ('Squirtle', 44)]

collectionsモジュール

Python標準ライブラリに含まれる（組み込みモジュール）
特化したコンテナデータ型
- dict、list、set、tupleの代替
主なもの:
- namedtuple: 名前付きフィールドを持つタプルサブクラス
- deque: 高速な追加・削除が可能なリスト型コンテナ
- Counter: ハッシュ可能なオブジェクトをカウントするdict
- OrderedDict: 挿入順を保持するdict
- defaultdict: 欠損値をファクトリ関数で補完するdict

collectionsモジュール

Python標準ライブラリに含まれる（組み込みモジュール）
特化したコンテナデータ型
- dict、list、set、tupleの代替
主なもの:
- namedtuple: 名前付きフィールドを持つタプルサブクラス
- deque: 高速な追加・削除が可能なリスト型コンテナ
- Counter: ハッシュ可能なオブジェクトをカウントするdict
- OrderedDict: 挿入順を保持するdict
- defaultdict: 欠損値をファクトリ関数で補完するdict

ループによるカウント

# Each Pokémon's type (720 total)
poke_types = ['Grass', 'Dark', 'Fire', 'Fire', ...]

type_counts = {}

for poke_type in poke_types:
    if poke_type not in type_counts:
        type_counts[poke_type] = 1
    else:
        type_counts[poke_type] += 1

print(type_counts)

{'Rock': 41, 'Dragon': 25, 'Ghost': 20, 'Ice': 23, 'Poison': 28, 'Grass': 64,
 'Flying': 2, 'Electric': 40, 'Fairy': 17, 'Steel': 21, 'Psychic': 46, 'Bug': 65,
 'Dark': 28, 'Fighting': 25, 'Ground': 30, 'Fire': 48,'Normal': 92, 'Water': 105}

collections.Counter()

# Each Pokémon's type (720 total)
poke_types = ['Grass', 'Dark', 'Fire', 'Fire', ...]

from collections import Counter

type_counts = Counter(poke_types)

print(type_counts)

Counter({'Water': 105, 'Normal': 92, 'Bug': 65, 'Grass': 64, 'Fire': 48,
         'Psychic': 46, 'Rock': 41, 'Electric': 40, 'Ground': 30,
         'Poison': 28, 'Dark': 28, 'Dragon': 25, 'Fighting': 25, 'Ice': 23,
         'Steel': 21, 'Ghost': 20, 'Fairy': 17, 'Flying': 2})

itertoolsモジュール

Python標準ライブラリに含まれる（組み込みモジュール）
イテレータを作成・利用する関数型ツール
主なもの:
- 無限イテレータ: count、cycle、repeat
- 有限イテレータ: accumulate、chain、zip_longest など
- 組み合わせジェネレータ: product、permutations、combinations

itertoolsモジュール

Python標準ライブラリに含まれる（組み込みモジュール）
イテレータを作成・利用する関数型ツール
主なもの:
- 無限イテレータ: count、cycle、repeat
- 有限イテレータ: accumulate、chain、zip_longest など
- 組み合わせジェネレータ: product、permutations、combinations

ループによる組み合わせ生成

poke_types = ['Bug', 'Fire', 'Ghost', 'Grass', 'Water']

combos = []

for x in poke_types:
    for y in poke_types:
        if x == y:
            continue
        if ((x,y) not in combos) & ((y,x) not in combos):
            combos.append((x,y))

print(combos)

[('Bug', 'Fire'), ('Bug', 'Ghost'), ('Bug', 'Grass'), ('Bug', 'Water'),
 ('Fire', 'Ghost'), ('Fire', 'Grass'), ('Fire', 'Water'),
 ('Ghost', 'Grass'), ('Ghost', 'Water'), ('Grass', 'Water')]

itertools.combinations()

poke_types = ['Bug', 'Fire', 'Ghost', 'Grass', 'Water']

from itertools import combinations

combos_obj = combinations(poke_types, 2)

print(type(combos_obj))

<class 'itertools.combinations'>

combos = [*combos_obj]
print(combos)

[('Bug', 'Fire'), ('Bug', 'Ghost'), ('Bug', 'Grass'), ('Bug', 'Water'),
 ('Fire', 'Ghost'), ('Fire', 'Grass'), ('Fire', 'Water'),
 ('Ghost', 'Grass'), ('Ghost', 'Water'), ('Grass', 'Water')]

練習しましょう！

効率的なPythonコードの書き方