Pythonで無限に繰り返す文字列から部分文字列を抽出する方法

問題概要

文字列 s と2つの整数 i、j（i < j）が与えられているとします。ここで p を、文字列 s を永久に繰り返してできる無限長の文字列と考えます。このとき、p のうちインデックス [i, j) の範囲に該当する部分文字列を求めるのが課題です。

たとえば、入力が s = "programmer"、i = 4、j = 8 の場合、出力は ramm になります。

解法のアプローチ

この問題は、次の手順で解くことができます。

• 結果を格納するための空文字列 p を用意します。
• t を i から j - 1 まで順にループさせます。
• 各ループで、s[t % len(s)] に相当する文字を p の末尾に連結します。
• ループ終了後、p を返します。

ポイントは剰余演算（mod）です。無限に繰り返される文字列の n 番目の文字は、元の文字列の (n mod 長さ) 番目の文字と必ず一致します。そのため、実際に巨大な文字列をメモリ上に生成する必要はありません。

実装例

class Solution:
    def solve(self, s, i, j):
        p = ""
        for t in range(i, j):
            p += s[t % len(s)]
        return p

ob = Solution()
s = "programmer"
i = 4
j = 8
print(ob.solve(s, i, j))

入力

"programmer", 4, 8

出力

ramm

補足：より効率的な書き方

上記の実装は理解しやすい反面、ループ内で文字列を連結するたびに新しい文字列オブジェクトが生成されるため、範囲が大きいと非効率になります。Pythonでは、文字列の繰り返し演算子 * とスライスを組み合わせることで、より簡潔かつ高速に実装できます。

def solve(self, s, i, j):
    repeated = s * ((j // len(s)) + 1)
    return repeated[i:j]

この方法では、必要な長さ分だけ元の文字列を一括で複製し、あとはスライスで目的の範囲を切り出すだけです。内部処理がCレベルで最適化されているため、i や j が大きい場合でも高速に動作します。用途やデータ規模に応じて、両者の使い分けを検討するとよいでしょう。