Pythonでリスト内の連続する偶数要素を交換する方法

問題の概要

数値のリスト nums が与えられたとき、「連続して現れる偶数」同士をペアごとに入れ替えることを考えます。

たとえば、入力が nums = [4, 5, 6, 8, 10] の場合、出力は [6, 5, 4, 10, 8] となります。

解法のアプローチ

この問題は、一時変数を1つ用意するだけでシンプルに解決できます。手順は以下の通りです。

• 一時変数 temp を None で初期化する
• i を 0 からリストの要素数まで順にループさせる
• nums[i] が偶数（2で割った余りが0）の場合：
  • temp が None でなければ、nums[i] と nums[temp] を交換し、temp を None に戻す
  • そうでなければ、現在のインデックス i を temp に記録する
• 最後に nums を返す

ポイントは、最初に見つけた偶数のインデックスを temp に保持しておき、次の偶数が現れた時点で2つを交換するという仕組みです。これにより、リスト内の偶数どうしが出現順にペアとなって入れ替わります。

Pythonでの実装例

class Solution:
    def solve(self, nums):
        temp = None
        for i in range(len(nums)):
            if nums[i] % 2 == 0:
                if temp is not None:
                    nums[i], nums[temp] = nums[temp], nums[i]
                    temp = None
                else:
                    temp = i
        return nums


ob = Solution()
print(ob.solve([4, 5, 6, 8, 10]))

入力

[4, 5, 6, 8, 10]

出力

[6, 5, 4, 10, 8]

動作の流れを追ってみる

入力 [4, 5, 6, 8, 10] の場合、処理は次のように進みます。

• i=0： nums[0]=4 は偶数。temp は None なので、temp=0 を記録
• i=1： nums[1]=5 は奇数なのでスキップ
• i=2： nums[2]=6 は偶数。temp=0 があるため nums[0] と nums[2] を交換 → [6, 5, 4, 8, 10]。temp を None に戻す
• i=3： nums[3]=8 は偶数。temp は None なので、temp=3 を記録
• i=4： nums[4]=10 は偶数。temp=3 があるため nums[3] と nums[4] を交換 → [6, 5, 4, 10, 8]

このアルゴリズムは、リストを一度だけ走査すればよいため、時間計算量 O(n)、追加のメモリも不要で空間計算量 O(1) と非常に効率的です。