【Python入門】リスト内の各要素を繰り返し複製する3つの方法

Pythonでプログラミングをしていると、リスト内の各要素を繰り返し（複製して）新しいリストを作成したい場面があります。例えば、データの水増しやテスト用データの生成などがその一例です。本記事では、リストの要素をそれぞれ2回ずつ繰り返した新しいリストを作成する方法を、3つのアプローチに分けてわかりやすく解説します。

方法1：ネストしたforループ（リスト内包表記）を使う

最もシンプルで直感的な方法は、リスト内包表記にforループを組み合わせるやり方です。各要素に対して内側のループで2回出力することで、元の要素とその複製を順番に並べた新しいリストを生成できます。

サンプルコード

# 元のリスト
listA = ['Mon', 'Tue', 9, 3, 3]

print("Given list : ", listA)

# 各要素を2回繰り返して新しいリストを作成
Newlist = [i for i in listA for n in (0, 1)]

# 結果を表示
print("New list after duplication: ", Newlist)

実行結果

上記のコードを実行すると、以下の出力が得られます。

Given list : ['Mon', 'Tue', 9, 3, 3]
New list after duplication: ['Mon', 'Mon', 'Tue', 'Tue', 9, 9, 3, 3, 3, 3]

ポイントは for n in (0, 1) の部分です。タプル (0, 1) を使うことで、各要素が必ず2回出力される仕組みになっています。繰り返し回数を変えたい場合は、この部分を (0, 1, 2) のように変更すれば3回以上の複製も可能です。

方法2：itertoolsモジュールを使う

標準ライブラリの itertools モジュールは、イテラブル（反復可能オブジェクト）の操作に特化した便利なツール群を提供しています。ここでは chain.from_iterable() を活用します。この関数は、入れ子になったイテラブルを平坦化して1つの連続したイテレータにまとめる働きがあります。

サンプルコード

import itertools

# 元のリスト
listA = ['Mon', 'Tue', 9, 3, 3]

print("Given list : ", listA)

# 各要素を2回繰り返して新しいリストを作成
Newlist = list(itertools.chain.from_iterable([n, n] for n in listA))

# 結果を表示
print("New list after duplication: ", Newlist)

実行結果

上記のコードを実行すると、以下の出力が得られます。

Given list : ['Mon', 'Tue', 9, 3, 3]
New list after duplication: ['Mon', 'Mon', 'Tue', 'Tue', 9, 9, 3, 3, 3, 3]

ジェネレータ式 [n, n] for n in listA で各要素を2つ並べたリストを作り、それを chain.from_iterable() で平坦化しています。大量のデータを扱う場合でもメモリ効率が良いのが特徴です。

方法3：reduce関数を使う

functools.reduce() 関数は、第2引数として渡されたリストの全要素に対して、第1引数で指定した関数を順番に適用していきます。ここでは operator.add（加算・連結を行う関数）と組み合わせることで、各要素の複製を次々と連結し、1つのリストにまとめます。

サンプルコード

from functools import reduce
from operator import add

# 元のリスト
listA = ['Mon', 'Tue', 9, 3, 3]

print("Given list : ", listA)

# 各要素を2回繰り返して新しいリストを作成
Newlist = list(reduce(add, [(i, i) for i in listA]))

# 結果を表示
print("New list after duplication: ", Newlist)

実行結果

上記のコードを実行すると、以下の出力が得られます。

Given list : ['Mon', 'Tue', 9, 3, 3]
New list after duplication: ['Mon', 'Mon', 'Tue', 'Tue', 9, 9, 3, 3, 3, 3]

リスト内包表記 [(i, i) for i in listA] で各要素を2つ含むタプルのリストを作成し、reduce(add, ...) によってそれらをすべて連結しています。

まとめ

リストの要素を繰り返し複製する方法として、以下の3つを紹介しました。

• リスト内包表記＋ネストしたforループ：最もシンプルで読みやすい方法。小規模なデータに適しています。
• itertools.chain.from_iterable()：メモリ効率に優れ、大規模データの処理に向いています。
• functools.reduce()：関数型プログラミングのスタイルで、他の集計処理との組み合わせにも応用できます。

どの方法も同じ結果になりますが、コードの可読性やパフォーマンスの観点から、通常はリスト内包表記かitertoolsを使う方法が推奨されます。用途に応じて最適な手法を選択してください。