Pythonで複数のリストの同じインデックスにある要素をグループ化する方法

このチュートリアルでは、複数のリストに含まれる同じインデックスの要素を1つのリストにまとめるプログラムを作成します。なお、ここでは「すべてのリストが同じ長さである」という条件を設けています。まずは例を見て、処理内容を具体的に理解しましょう。

入力

[[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]

出力

[[1, 4, 7], [2, 5, 8], [3, 6, 9]]

この問題はいくつかの方法で解くことができます。まずは、通常のループを使った基本的な解き方から見ていきましょう。

• リストのリストを初期化します。
• 結果を格納するための空のリストを用意します。
• サブリストの長さ分だけ繰り返し処理を行います。
  • 結果リストに空のサブリストを追加します。
  • 元のリストの長さ分だけ繰り返し処理を行います。
    • 各リストの現在のインデックスの要素を、結果の対応するサブリストに追加します。
• 最後に結果を出力します。

コード例

# リストを初期化
lists = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
# 結果を格納する空のリスト
result = []
# サブリストの長さ(3)分だけ繰り返す
for i in range(len(lists[0])):
    # 空のサブリストを追加
    result.append([])
    # 元のリストの長さ(3)分だけ繰り返す
    for j in range(len(lists)):
        # 現在のインデックスの要素を結果に追加
        result[i].append(lists[j][i])
# 結果を出力
print(result)

出力

上記のコードを実行すると、次のような結果が得られます。

[[1, 4, 7], [2, 5, 8], [3, 6, 9]]

zip関数を使ったスマートな解法

実は、zip関数を使えば、ほとんど手間をかけずにこの問題を解決できます。zip関数は、各リストの同じインデックスの要素をタプルとしてまとめてくれるため、まさに今回求めている動作を実現してくれます。それではコードを見てみましょう。

コード例

# リストを初期化
lists = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
# zip関数を使って出力
print(list(zip(*lists)))

出力

上記のコードを実行すると、次のような結果が得られます。

[(1, 4, 7), (2, 5, 8), (3, 6, 9)]

結果はタプル形式になっています。これらのタプルをリストに変換したい場合は、リストを反復処理しながら変換することもできますが、さらに簡単な方法があります。map関数を使えば、すべてのタプルを一括でリストに変換でき、わずか1行のコードで済みます。

コード例

# リストを初期化
lists = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
# zipとmapを組み合わせて出力
print(list(map(list, zip(*lists))))

出力

上記のコードを実行すると、次のような結果が得られます。

[[1, 4, 7], [2, 5, 8], [3, 6, 9]]

ここではmap関数を使ってリストを反復処理し、各タプルをリストに変換しました。もちろん、同じ処理はループを使っても実現できます。ぜひご自身で試してみてください。

まとめ

このチュートリアルでは、複数のリストの同じインデックスにある要素をグループ化する3つの方法(forループ、zip関数、zip+map関数の組み合わせ)を学びました。特にzip関数を使った方法は簡潔でPythonらしい書き方なので、覚えておくとさまざまな場面で役立ちます。チュートリアルの内容について疑問点がある場合は、コメント欄でお気軽にお尋ねください。