Pythonでリストの先頭に要素を追加し、末尾から削除する2つの方法

Pythonでデータ操作を行っていると、リストへの要素の追加や削除を頻繁に行う場面に出会います。Pythonには、こうした操作を効率的に実現するための機能が、標準ライブラリや外部ライブラリとして豊富に用意されています。本記事では、「リストの先頭に要素を追加しながら、末尾の要素を削除する」という操作を、2つの異なるアプローチで実装する方法を解説します。

方法1:+演算子とスライスを組み合わせる

もっともシンプルなのが、+演算子とスライスを組み合わせる方法です。新しい要素を含むリストを既存のリストの先頭に連結し、同時に[:-1]というスライスで末尾の要素を除外します。

サンプルコード

values = ['Tue', 'wed', 'Thu', 'Fri', 'Sat', 'Sun']
print("元のリスト : ", values)
# 先頭に新しい要素を追加し、末尾の要素を削除する
result = ['Mon'] + values[:-1]
print("追加・削除後のリスト : " + str(result))

上記のコードを実行すると、次のような出力が得られます。

元のリスト :  ['Tue', 'wed', 'Thu', 'Fri', 'Sat', 'Sun']
追加・削除後のリスト : ['Mon', 'Tue', 'wed', 'Thu', 'Fri', 'Sat']

方法2:collectionsモジュールのdequeを使う

もうひとつの方法は、標準ライブラリcollectionsが提供するdeque(デック:双方向キュー)を使うアプローチです。dequeにはappendleft()やappend()といったメソッドが用意されており、さらにpop()メソッドも備えています。これらを組み合わせれば、左端(先頭)へ要素を追加し、右端(末尾)から要素を取り除くことができます。リストと比べて、両端への追加・削除を高速(O(1))に処理できる点も大きな利点です。

サンプルコード

import collections
a = collections.deque(['Tue', 'wed', 'Thu', 'Fri', 'Sat', 'Sun'])
print('元のリスト: ', a)
a.appendleft('Mon')
a.pop()
print('新しいリスト: ', a)

上記のコードを実行すると、次のような出力が得られます。

元のリスト:  deque(['Tue', 'wed', 'Thu', 'Fri', 'Sat', 'Sun'])
新しいリスト:  deque(['Mon', 'Tue', 'wed', 'Thu', 'Fri', 'Sat'])

まとめ

+演算子を使う方法は手軽に書ける反面、処理のたびに新しいリストが生成されるため、サイズの大きいリストでは非効率になることがあります。一方、dequeを使えば両端への操作が高速に行えるため、先頭・末尾への追加や削除を繰り返すようなケースでは、dequeの利用がおすすめです。