Pythonでリスト内の隣接する要素の差分を計算する方法

本記事では、与えられたリストをもとに、隣接する要素同士の値の差を計算して新しいリストを作成する方法を解説します。この処理にはいくつかのアプローチがありますが、ここでは代表的な2つの方法をサンプルコード付きで紹介します。

appendメソッドとrange関数を使う方法

このアプローチでは、各要素のインデックス位置を利用して隣接する要素同士の差を計算し、その結果を新しいリストに順次追加（append）していきます。range関数とlen関数を組み合わせることで、繰り返し処理の回数を制御しているのがポイントです。

サンプルコード

listA = [25, 97, 13, 62, 14, 102]

print("Given list:\n", listA)
list_with_diff = []
for n in range(1, len(listA)):
    list_with_diff.append(listA[n] - listA[n-1])
print("Difference between adjacent elements in the list: \n",
    list_with_diff)

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。

Given list:
[25, 97, 13, 62, 14, 102]
Difference between adjacent elements in the list:
[72, -84, 49, -48, 88]

出力を見ると、最初の要素「25」と次の要素「97」の差である「72」から始まり、以降も同様に隣接要素間の差が順番に格納されていることがわかります。

zip関数とリストスライスを使う方法

次のアプローチでは、zip関数とリストのスライスを組み合わせてforループを構築し、隣接する要素同士の差を新しいリストへ追加していきます。元のリストと先頭を1つずらしたリストをzipでペアリングすることで、より直感的かつ簡潔に差分を計算できるのが特徴です。

サンプルコード

listA = [25, 97, 13, 62, 14, 102]

print("Given list:\n", listA)
list_with_diff = []
for i, j in zip(listA[0::], listA[1::]):
    list_with_diff.append(j - i)
print("Difference between adjacent elements in the list: \n",
    list_with_diff)

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。

Given list:
[25, 97, 13, 62, 14, 102]
Difference between adjacent elements in the list:
[72, -84, 49, -48, 88]

まとめ

どちらの方法でも同じ結果が得られますが、zip関数とスライスを組み合わせる方法は、Pythonらしい読みやすいコードになるのがメリットです。さらに、リスト内包表記を活用すれば [j - i for i, j in zip(listA, listA[1:])] のように1行で書くことも可能です。用途や可読性の観点から、自分に合った方法を選んで活用してください。