Pythonでリスト内のアナグラムをグループ化する方法を解説

このチュートリアルでは、リストに含まれるすべてのアナグラムをグループ化するプログラムを作成します。まずは、アナグラムとは何かを確認しておきましょう。

アナグラムとは、使用されている文字が同じで、並び順だけが異なる2つの文字列のことを指します。

解決策に入る前に、具体的な例を見てみましょう。

入力例

['cat', 'dog', 'fired', 'god', 'pat', 'tap', 'fried', 'tac']

出力例

[['cat', 'tac'], ['dog', 'god'], ['fried', 'fired'], ['pat', 'tap']]

この問題は、大きく2つのステップに分けて考えることができます。まず、2つの文字列がアナグラムかどうかを判定する関数を作成します。以下の手順に従ってコードを書いてみましょう。

• 文字列を初期化する。
• 両方の文字列をソートする。
• ソート後の文字列が一致すれば True を返し、そうでなければ False を返す。

サンプルコード

# 2つの文字列がアナグラムかどうかを判定するシンプルなラムダ関数
are_anagrams = lambda x, y: str(sorted(x.lower())) == str(sorted(y.lower()))
# 関数の呼び出し
print(are_anagrams('cat', 'tac'))
print(are_anagrams('cat', 'Tac'))
print(are_anagrams('cat', 'dog'))

実行結果

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。

True
True
False

これで、2つの文字列がアナグラムかどうかを判定できるようになりました。しかし、これだけでは元の問題を解くには不十分です。リスト内のすべてのアナグラムを、サブリストとしてグループ化（保存）する必要があります。

では、どのように解けばよいのでしょうか？

要素をグループ化する際には、辞書（dict）を使うのがベストプラクティスです。関連するアナグラムごとに1つのキーを持たせることで、効率的に管理できます。Python初心者の方には少し分かりにくいかもしれませんので、手順を順番に見ていきましょう。

• 文字列のリストを初期化する。
• 空の辞書を初期化する。
• リストを反復処理する。
  • 文字列をソートする。
  • そのソート済み文字列が辞書に存在するかどうかを確認する。
  • 存在する場合は、そのキーのリストに現在の文字列を追加する。
  • 存在しない場合は、現在の文字列を含む新しいリストでキーを初期化する。
• 辞書のすべての値をリストとして出力する。

サンプルコード

# 文字列のリストを初期化
anagrams = ['cat', 'dog', 'fired', 'god', 'pat', 'tap', 'fried', 'tac']
# 空の辞書を初期化
grouped_anagrams = {}
# リストを反復処理してアナグラムをグループ化
for string in anagrams:
    # 文字列をソート
    sorted_string = str(sorted(string))
    # 辞書にキーが存在するか確認
    if sorted_string in grouped_anagrams:
        # グループに文字列を追加
        grouped_anagrams[sorted_string].append(string)
    else:
        # 現在の文字列で新しいリストを初期化
        grouped_anagrams[sorted_string] = [string]
# 辞書の値（アナグラムのグループ）を出力
print(list(grouped_anagrams.values()))

実行結果

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。

[['dog', 'god'], ['pat', 'tap'], ['cat', 'tac'], ['fired', 'fried']]

まとめ

この問題は、今回紹介した以外にもさまざまなアプローチで解くことができます。たとえば、defaultdict というデータ構造を使うと、キーが辞書に存在するかどうかのチェックを省略でき、コードをより簡潔にできます。ぜひ調べて、自分のコードに取り入れてみてください。

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