Pythonで数値が0と1のみで構成されているかどうかを判定する方法

はじめに

ある整数 num が与えられたとき、その数値が「0」と「1」のみで構成されているかどうかを判定する方法を解説します。

例えば、入力が num = 101101 の場合、すべての桁が 0 か 1 なので、出力は True になります。一方、num = 102 のように 2 が含まれていれば、出力は False となります。

解決のアプローチ

この問題は、以下の手順で解くことができます。

• num の各桁の数字をすべて要素として持つ新しい集合（set）digits_set を作成する
• digits_set から 0 を削除する
• digits_set から 1 を削除する
• digits_set のサイズが 0（空）であれば True を返す
• それ以外の場合は False を返す

このアプローチのポイントは、集合には重複した要素が保存されないという特性を利用している点です。0 と 1 以外の数字が一つでも含まれていれば、削除後に集合が空にならず、即座に判定できます。

サンプルコード

理解を深めるために、以下の実装を見てみましょう。

def solve(num):
    digits_set = set()

    while num > 0:
        digit = num % 10
        digits_set.add(digit)
        num = int(num / 10)

    digits_set.discard(0)
    digits_set.discard(1)

    if len(digits_set) == 0:
        return True
    return False

num = 101101
print(solve(num))

コードの解説

• 桁の抽出： num % 10 で最下位の桁を取り出し、int(num / 10) で数値を一桁ずつ右にずらしていきます。これを num が 0 になるまで繰り返すことで、すべての桁を取得できます。
• 集合への追加： 取り出した各桁を digits_set に追加します。同じ数字が複数回現れても、集合には一度だけ保存されます。
• 判定： discard() メソッドで 0 と 1 を安全に削除し（要素が存在しなくてもエラーになりません）、残った要素がなければ True を返します。

実行結果

入力

101101

出力

True

まとめ

このアルゴリズムは、数値の桁数を n とすると O(n) の時間計算量で動作し、非常にシンプルかつ効率的です。文字列変換を使わずに算術演算だけで実装できるため、数値処理の基礎的なテクニックとしても役立ちます。