Pythonでリストと辞書を使ってアナグラムを見つけて出力する方法

このチュートリアルでは、リストと辞書を使ってアナグラム（同じ文字で構成された別の単語）を見つけ、出力するプログラムを作成します。なお、一つの問題へのアプローチは複数あります。まずはこのチュートリアルに頼らず、自分でコードを書いてみることをおすすめします。ロジックのアイデアが浮かばない場合は、以下の手順に従って進めてください。

アナグラムとは

アナグラムとは、同じ文字を並べ替えて作られる別の単語やフレーズのことです。たとえば「listen」と「silent」は、使用している文字が完全に一致しているため、互いにアナグラムの関係にあります。

アルゴリズム

全体の流れは以下の通りです。

1. 文字列のリストを初期化する。
2. 空の辞書を初期化する。
3. 文字列のリストを反復処理する。
    3.1. 文字列をソートし、その結果が辞書のキーとして存在するか確認する。
        3.1.1. キーがすでに存在する場合は、元の文字列をそのキーのリストに追加する。
    3.2. 存在しない場合は、ソート済み文字列をキーとして空のリストを登録し、元の文字列を追加する。
4. 空の文字列を初期化する。
5. 辞書の項目を反復処理し、すべての値を空の文字列に連結する。
6. 結果の文字列を出力する。

ポイントは、「文字をソートすると、アナグラム同士は必ず同じ文字列になる」という性質を利用することです。これにより、ソート結果を辞書のキーとして使えば、アナグラムのグループ分けが簡単に行えます。

コード例

それでは、上記のアルゴリズムを実際のコードにしてみましょう。

## 文字列のリストを初期化
strings = ["apple", "orange", "grapes", "pear", "peach"]

## 空の辞書を初期化
anagrams = {}

## リスト内の各文字列を反復処理
for string in strings:
    ## 文字列をソートしてキーを作成
    key = "".join(sorted(string))

    ## キーが辞書に存在するかどうかを確認
    if key in anagrams.keys():
        ## 既存のキーに元の文字列を追加
        anagrams[key].append(string)
    else:
        ## キーに空のリストを割り当てて追加
        anagrams[key] = []
        anagrams[key].append(string)

## 結果用の空の文字列を初期化
result = ""

## 辞書を反復処理して値を連結
for key, value in anagrams.items():
    result += "".join(value) + " "

## 結果を出力
print(result)

コードの解説

重要なのは key = "".join(sorted(string)) の部分です。たとえば「apple」をソートすると「aelpp」になり、「pear」は「aepr」、「peach」は「acehp」になります。このソート済み文字列をキーにすることで、同じ文字構成を持つ単語が自動的に同じグループにまとめられます。

また、キーの存在確認では if key in anagrams.keys() のように、ソート後のキーを比較対象にする必要があります。元の文字列ではなくソート済みのキーで判定しないと、グループ化が正しく機能しないので注意しましょう。

実行結果

上記のプログラムを実行すると、次のような出力が得られます。

apple orange grapes pear peach

このサンプルデータには互いにアナグラムの関係にある単語が含まれていないため、すべての単語がそれぞれ独立したグループとして順番に出力されています。試しに「listen」や「silent」など、アナグラムの関係にある単語をリストに追加して実行すると、同じキーにまとめられている様子を確認できます。

まとめ

今回は、リストと辞書を組み合わせてアナグラムを検出・出力する方法を学びました。「文字列をソートしてキー化する」というシンプルな発想が、グループ分けの鍵となります。このチュートリアルについてご不明な点がある場合は、ぜひコメント欄でお知らせください。