Pythonでリストの各要素に指定した演算を適用するプログラムの作成方法

数値のリスト nums と、"+"、"-"、"/"、"*" などの演算子を表す文字列 op、さらに値 val が与えられたとします。このとき、nums 内のすべての数値に対して val を用いた演算を実行し、その結果をリストとして返すプログラムを作成します。

たとえば、入力が [5, 3, 8]、演算子が *(掛け算)、val が 3 の場合、出力は [15, 9, 24] となります。

解決のための手順

• 結果を格納するための新しい空のリスト res を作成する
• nums の各要素 i について、以下の処理を繰り返す:
  • op が '+' の場合:res の末尾に i + val を追加する
  • op が '-' の場合:res の末尾に i - val を追加する
  • op が '*' の場合:res の末尾に i * val を追加する
  • それ以外の場合(val がゼロでないとき):res の末尾に i // val(整数除算の商)を追加する
• res を返す

実装例

理解を深めるために、以下の実装を見てみましょう。

class Solution:
    def solve(self, nums, op, val):
        res = []
        for i in nums:
            if op == '+':
                res.append(i + val)
            elif op == '-':
                res.append(i - val)
            elif op == '*':
                res.append(i * val)
            elif val:
                res.append(i // val)
        return res

ob = Solution()
nums = [5, 3, 8]
print(ob.solve(nums, '*', 3))

入力

[5, 3, 8]

出力

[15, 9, 24]

コードの解説

このコードでは、まず空のリスト res を初期化し、for ループを使って nums の各要素を順番に処理しています。if 文による条件分岐で演算子 op の種類を判定し、対応する演算結果を append() メソッドで res に追加していきます。

特に注目すべき点は、除算の処理における elif val: という条件です。これは val が非ゼロであることを確認してから除算を行うことで、ゼロ除算エラー(ZeroDivisionError)を防いでいます。また、除算には整数除算演算子 // を使用しているため、結果は常に整数として得られます。

このアルゴリズムの計算量は O(n)(n はリストの要素数)であり、各要素を一度だけ処理するため非常に効率的です。