【Python】1からnまでの数値の10進数・8進数・16進数・2進数を一覧表示する方法

問題概要

ある値 n が与えられたとします。ここでの課題は、1から n までの各整数について、10進数・8進数・16進数・2進数それぞれの表記を求め、4つの列にきれいに揃えて出力することです。

Pythonの書式指定では、d(10進数)、o(8進数)、X(16進数)、b(2進数)というプレフィックス文字を使うことで、同じ数値をさまざまな基数で手軽に表現できます。これらを組み合わせることで、目的の出力はごく短いコードで実現できます。

出力イメージ

たとえば入力が n = 10 の場合、プログラムは次のような結果を出力します。

   1    1    1    1
   2    2    2   10
   3    3    3   11
   4    4    4  100
   5    5    5  101
   6    6    6  110
   7    7    7  111
   8   10    8 1000
   9   11    9 1001
  10   12    A 1010

解き方の手順

この問題を解くための手順は以下の通りです。

• ステップ1: 変数 l に「n の2進数表現の桁数 − 2」を代入します。bin() 関数の戻り値には先頭に「0b」という接頭辞が付くため、その2文字分を差し引いて実際の桁数を求めます。
• ステップ2: 1から n までの範囲でループ処理を行います。
  • 変数 f を空文字列として初期化します。
  • "doXb" の各文字 c に対して、次の処理を繰り返します。
    • f が空でない場合は、半角スペースを1つ連結します。
    • f に「右寄せ・幅 l 桁」の書式指定(l を文字列化したもの)と文字 c を連結して追加します。
  • 完成した書式文字列 f に対し i を4回渡して整形し、1行として出力します。

実装例

それでは、理解を深めるために実際の実装を見てみましょう。

def solve(n):
   l = len(bin(n)) - 2
   for i in range(1, n + 1):
      f = ""
      for c in "doXb":
         if f:
            f += " "
         f += "{:>" + str(l) + c + "}"
      print(f.format(i, i, i, i))

n = 10
solve(n)

入力

10

出力

   1    1    1    1
   2    2    2   10
   3    3    3   11
   4    4    4  100
   5    5    5  101
   6    6    6  110
   7    7    7  111
   8   10    8 1000
   9   11    9 1001
  10   12    A 1010

コードのポイント

このコードの最大の特徴は、書式指定文字列を動的に組み立てている点です。「{:>4d}」「{:>4o}」のように、2進数表現の桁数(ここでは n=10 なので4桁)に合わせて右寄せ幅を統一することで、すべての列が縦にきれいに揃います。

さらに、"doXb" という文字列をループさせることで、10進数(d)、8進数(o)、16進数(X)、2進数(b)の4種類の基数変換をひとつの処理にまとめており、非常にスマートな実装になっています。n の値を変更すれば、任意の範囲の数値に対して同様の一覧表を自動生成できるのも嬉しいポイントです。