Pythonで連続する要素のべき乗の合計を求める方法

連続する要素のべき乗の合計とは

リスト内に同じ値が連続して現れるとき、各連続グループごとに「その要素を出現回数でべき乗した値」を計算し、全体の合計を求める処理です。Pythonでは、if文による隣接要素の比較、シンプルな反復処理、そしてべき乗演算を行う**演算子を組み合わせることで実装できます。

たとえば [21, 21, 23, 23, 45, 45, 45, 56, 56, 67] の場合、「21」が2個連続しているので 21²＝441、「23」も2個なので 23²＝529、「45」は3個なので 45³＝91125、「56」は2個なので 56²＝3136、最後の「67」は1個なので 67¹＝67 となります。これらをすべて足すと 95298 が答えです。

サンプルコード

以下に具体的な実装例を示します。

my_list = [21, 21, 23, 23, 45, 45, 45, 56, 56, 67]

print("The list is :")
print(my_list)

my_freq = 1
my_result = 0

for index in range(0, len(my_list) - 1):

    if my_list[index] != my_list[index + 1]:
        my_result = my_result + my_list[index] ** my_freq
        my_freq = 1

    else:
        my_freq += 1

my_result = my_result + my_list[len(my_list) - 1] ** my_freq

print("The resultant value is :")
print(my_result)

実行結果

The list is :
[21, 21, 23, 23, 45, 45, 45, 56, 56, 67]
The resultant value is :
95298

コードの解説

• 対象となるリストを定義し、コンソールに表示します。
• 連続出現回数を記録する変数 my_freq を 1 で初期化し、合計値を格納する my_result を 0 で初期化します。
• forループでリストを先頭から順に走査し、現在の要素と次の要素を比較します。
• 両者の値が異なる場合（＝連続グループの切れ目）は、現在の要素を my_freq 乗した値を my_result に加算し、my_freq を 1 に戻します。
• 両者の値が等しい場合は、my_freq を 1 増やして連続回数をカウントします。
• ループを抜けた後、比較相手が存在しない最後の要素についても同様にべき乗して加算します。
• 最終的な my_result の値が結果としてコンソールに出力されます。

補足：itertools.groupbyを使った別解

標準ライブラリの itertools.groupby を利用すると、連続する同一要素のグループ化を自動的に行えるため、より簡潔に記述できます。

from itertools import groupby

my_list = [21, 21, 23, 23, 45, 45, 45, 56, 56, 67]

my_result = sum(value ** len(list(group)) for value, group in groupby(my_list))

print(my_result)

groupby は隣接する同じ値をひとつのグループにまとめてくれるため、頻度管理用の変数や条件分岐が不要になり、コードの意図が明確になります。実行結果は先ほどの例と同じく 95298 です。