リストの累積合計を求めるPythonプログラム ― i番目の要素が先頭のi+1要素の合計になる方法

リストの各要素が「元のリストの先頭からその要素までの合計」となる、累積合計(キュムラティブ・サム)のリストを作成する方法を紹介します。ここでは、リストを引数として受け取る関数を定義し、リスト内包表記を使って累積合計を計算します。

サンプルコード

def cumulative_sum(my_list):
    cumulative_list = []
    my_length = len(my_list)
    cumulative_list = [sum(my_list[0:x:1]) for x in range(0, my_length+1)]
    return cumulative_list[1:]

my_list = [10, 20, 25, 30, 40, 50]
print("The list is :")
print(my_list)
print("The cumulative sum is :")
print (cumulative_sum(my_list))

実行結果

The list is :
[10, 20, 25, 30, 40, 50]
The cumulative sum is :
[10, 30, 55, 85, 125, 175]

コードの解説

• 累積合計を求めるための関数 cumulative_sum を定義し、リストを引数として渡します。

• 関数内では、まず結果を格納するための空のリストを用意します。

• len() 関数を使って、入力リストの長さを取得します。

• リスト内包表記により、範囲 0 からリスト長まで順に走査し、各位置 x に対して sum(my_list[0:x:1]) で先頭から x 番目までの要素の合計を求めます。

• 計算結果はリストに変換され、変数に代入されます。range の開始が 0 であるため、先頭に空スライスの合計である余分な 0 が含まれます。

• cumulative_list[1:] で2番目以降の要素だけを切り出して返すことで、この余分な 0 を取り除いています。

• 関数の外でサンプル用のリストを定義し、コンソールに表示します。

• 関数を呼び出してリストを引数として渡し、その戻り値をコンソールに出力します。

より効率的な代替手法：itertools.accumulate

上記の方法はシンプルで理解しやすい一方、各要素ごとに sum() を呼び出すため計算量は O(n²) になります。標準ライブラリの itertools.accumulate を使えば、O(n) で効率的に累積合計を求められます。

from itertools import accumulate

my_list = [10, 20, 25, 30, 40, 50]
result = list(accumulate(my_list))
print(result)  # [10, 30, 55, 85, 125, 175]

扱うデータ量が多い場合は、itertools.accumulate の利用を検討するとよいでしょう。状況に応じて、可読性重視ならリスト内包表記、パフォーマンス重視なら accumulate という使い分けがおすすめです。