【Python・Pandas入門】1から100までのマジックナンバーを抽出してSeriesを作成する2つの方法

本記事では、PythonのPandasライブラリを使って、1から100までの数値の中から「マジックナンバー」を抽出し、Seriesとして作成する方法を2つのアプローチで解説します。

ここでいうマジックナンバーとは、各桁の数字の合計が1または10になる数値のことです。たとえば、19は 1 + 9 = 10、28は 2 + 8 = 10 となるためマジックナンバーに該当します。

プログラムを実行すると、以下のような結果が得られます。

magic number series:
0       1
1      10
2      19
3      28
4      37
5      46
6      55
7      64
8      73
9      82
10     91
11    100

それでは、具体的な実装方法を見ていきましょう。

解法1：リスト内包表記とfilter関数を活用する

まずは、リスト内包表記とlambda式を組み合わせたシンプルな方法から紹介します。

手順

1. リスト内包表記を使って、1から100までの値をリスト ls に格納します。

2. lambda式を用いた filter() 関数を適用し、9で割った余りが1になる値だけを抽出します。

3. 抽出したリスト l からPandasのSeriesを生成します。

ポイント

「9で割った余りが1」という条件だけでなぜマジックナンバーが抽出できるのでしょうか？　それは、任意の整数とその各桁の合計は、9で割った余りが必ず一致するという数学的な性質（デジタルルートの性質）があるためです。したがって、桁の合計が1または10になる数値は、必ず「9で割った余りが1」になります。

コード例

import pandas as pd

# 1〜100までのリストを作成
ls = [i for i in range(1, 101)]

# 9で割った余りが1の値のみを抽出
l = list(filter(lambda i: i % 9 == 1, ls))

# Seriesを生成して表示
print("magic number series:\n", pd.Series(l))

出力結果

magic number series:
0       1
1      10
2      19
3      28
4      37
5      46
6      55
7      64
8      73
9      82
10     91
11    100

わずか数行のコードで目的のSeriesが取得できました。この方法は簡潔ですが、数学的な性質を理解している必要があります。

解法2：forループで各桁の合計を直接計算する

次に、より直感的で応用範囲が広い方法として、各数値の桁の合計を実際に計算して判定する方法を紹介します。

手順

1. 結果を格納するための空のリストを作成します。

2. forループで1から100まで繰り返し処理を行い、各イテレーションの冒頭で digit_sum を0に初期化します。

3. 元の値 i が変更されないよう、一時変数 temp にコピーします。

4. whileループ（条件：temp > 0）の中で、剰余演算と整数除算を使って各桁の数字を取り出し、合計 digit_sum を算出します。

5. if文で digit_sum が1または10であるかを判定し、条件を満たせばその値をリストに追加します。

6. 最後に、リストからSeriesを生成します。

桁の合計を求めるロジック

各桁の数字を取り出すには、次のように10で割った余りと10で割った商を組み合わせます。

while temp > 0:
    rem = temp % 10           # 一番下の桁の数字を取り出す
    digit_sum = digit_sum + rem
    temp = temp // 10         # 処理済みの桁を削除して次の桁へ

コード例

import pandas as pd

l = []
for i in range(1, 101):
    digit_sum = 0
    temp = i
    while temp > 0:
        rem = temp % 10
        digit_sum = digit_sum + rem
        temp = temp // 10
    if digit_sum == 1 or digit_sum == 10:
        l.append(i)

print("magic number series:\n", pd.Series(l))

出力結果

magic number series:
0       1
1      10
2      19
3      28
4      37
5      46
6      55
7      64
8      73
9      82
10     91
11    100

まとめ

両方の解法とも同じ結果が得られますが、それぞれ特徴があります。

• 解法1（filter＋lambda）：コードが短く簡潔。デジタルルートの性質を利用したエレガントな手法です。

• 解法2（ループで桁和を計算）：処理の流れが明確で理解しやすいほか、判定条件を変更すれば別の種類の数（例：桁の合計が特定の値になる数）にも柔軟に対応できます。

用途や可読性の要件に応じて、最適な方法を選択してください。PandasのSeries化により、インデックス付きデータとして後続の分析や加工も容易に行えます。