Pythonで要素の繰り返し回数を指定してリストを作成する方法

Pythonでリストや行列を作成する際、特定の要素を何回繰り返すかを自由に制御したいケースがあります。例えば、要素のリストと、それぞれの要素の出現回数が別々に与えられている場合です。本記事では、このような条件をもとに目的のリスト（行列）を生成する方法を、具体的なコード例とともに解説します。

方法1：zip関数を使う

まず、行列に使用する要素を格納したリストを宣言します。次に、各要素が行列内に出現する回数を保持するもう一つのリストを用意します。zip関数を使えば、これら2つのリストを対応付けて処理でき、リスト内包表記（forループ）によって各要素を指定回数だけ繰り返した結果をまとめることができます。

コード例

listA = ['m', 'n', 'p', 'q']

# 各要素の出現回数
elem_count = [1, 0, 3, 2]

# 入力データの確認
print("要素のリスト: ", listA)
print("出現回数: ", elem_count)

# リスト（行列）の作成
res = [[x] * y for x, y in zip(listA, elem_count)]

# 結果の出力
print("生成されたリスト: ", res)

実行結果

上記のコードを実行すると、以下のような出力が得られます。

要素のリスト: ['m', 'n', 'p', 'q']
出現回数: [1, 0, 3, 2]
生成されたリスト: [['m'], [], ['p', 'p', 'p'], ['q', 'q']]

出現回数が0の場合は空のリスト [] が生成される点に注目してください。各要素が個別のサブリストとして扱われるため、ネストされた構造のまま結果が得られます。

方法2：map関数とmul演算子を使う

もう一つのアプローチとして、operatorモジュールのmulメソッドを使用する方法があります。map関数がリストの各要素に対してmulを適用するため、先ほどのようなforループ（リスト内包表記）は不要になります。なお、この方法では文字列の繰り返し演算が行われるため、結果は個々の文字列として連結された形になる点に注意が必要です。

コード例

from operator import mul

listA = ['m', 'n', 'p', 'q']

# 各要素の出現回数
elem_count = [1, 0, 3, 2]

# 入力データの確認
print("要素のリスト: ", listA)
print("出現回数: ", elem_count)

# リスト（行列）の作成
res = list(map(mul, listA, elem_count))

# 結果の出力
print("生成されたリスト: ", res)

実行結果

上記のコードを実行すると、以下のような出力が得られます。

要素のリスト: ['m', 'n', 'p', 'q']
出現回数: [1, 0, 3, 2]
生成されたリスト: ['m', '', 'ppp', 'qq']

両者の違いと使い分け

zipを使った方法では、各要素が独立したサブリスト（['p', 'p', 'p']など）として生成されます。一方、mapとmulを組み合わせた方法では、文字列同士の乗算により要素が連結され（'ppp'など）、フラットな文字列のリストが得られます。用途に応じて、ネスト構造が必要なら前者を、単純な文字列の繰り返しが目的なら後者を選ぶとよいでしょう。