【Python】文字列を1行あたりK文字の行列に変換する方法

Pythonでは、文字列を「1行あたりK文字」の行列(リストのリスト)に変換したいケースがあります。このような場合、リスト内包表記とスライス操作を組み合わせた関数を定義するだけで、簡潔かつ効率的に実現できます。

処理の仕組み

基本的な考え方は以下の通りです。

• range(0, len(文字列), K) を使って、0から始まりK刻みで進むインデックスを生成します。
• 各インデックスを起点に 文字列[index : index + K] というスライスで、K文字ずつ部分文字列を取り出します。
• 取り出した各部分文字列を list() で個々の文字に分解し、行列(ネストされたリスト)として組み立てます。

なお、文字列の長さがKの倍数でない場合、最終行は残りの文字だけで構成されます。

サンプルコード

以下に具体的な実装例を示します。

def convert_to_matrix(my_string, my_key):
   temp = [my_string[index: index + my_key] for index in range(0, len(my_string), my_key)]

   my_result = [list(element) for element in temp]

   print(my_result)

my_string = 'Python is fun'

print("The string is :")
print(my_string)

K = 7
print("The value of K is :")
print(K)

print("The result is :")
convert_to_matrix(my_string, K)

出力結果

The string is :
Python is fun
The value of K is :
7
The result is :
[['P', 'y', 't', 'h', 'o', 'n', ' '], ['i', 's', ' ', 'f', 'u', 'n']]

コードの解説

• 関数の定義: 「convert_to_matrix」という名前の関数を定義し、文字列(my_string)とキー値(my_key)を引数として受け取ります。
• スライスによる分割: リスト内包表記の中でスライスを使用し、文字列をK文字ずつの部分文字列に分割します。
• 行列への変換: 分割された各部分文字列を list(element) で1文字ずつの要素を持つリストに変換し、結果を変数に代入します。
• 結果の出力: 完成した行列をコンソールに表示します。
• 関数の外側の処理: 対象となる文字列とKの値を定義してコンソールに表示した後、必要なパラメータを渡して関数を呼び出し、最終的な結果を出力します。

まとめ

このように、リスト内包表記とスライスを活用すれば、わずか数行のコードで文字列を行単位の行列へ変換できます。テキストデータの整形やパズル的な問題の処理など、さまざまな場面で応用できるテクニックなので、ぜひ覚えておきましょう。