【Python】2つの数値の2進表現がアナグラムかどうかを判定するプログラム

2つの数値が与えられたとき、その2進表現同士がアナグラム（同じ文字を並べ替えたもの）になっているかどうかを判定します。Pythonでは、collectionsモジュールのCounterクラスと辞書の比較を組み合わせることで、この問題をシンプルかつ効率的に解くことができます。

実行例

入力: a = 8, b = 16
出力: Yes
両方の数値の2進表現は、0と1の個数が同一です。

アルゴリズム

ステップ1 : 2つの数値を受け取ります。
ステップ2 : bin()関数で各数値を2進数の文字列に変換し、接頭辞「0b」に相当する先頭2文字を取り除きます。
ステップ3 : 2つの2進表現は長さが異なる場合があるため、短い方の文字列の先頭に0を追加し、両方を同じ長さに揃えます。
ステップ4 : 両方の文字列をCounterで辞書化して比較します。0と1の出現回数が完全に一致していれば、2つの数値の2進表現はアナグラムであると判定できます。

サンプルコード

# 2つの数値の2進表現がアナグラムかどうかをチェックする関数
from collections import Counter

def anagramoftwonumber(p1, p2):
   # 数値を2進数の文字列に変換
   # bin()の出力には「0b」という接頭辞が付くため、先頭2文字を除去
   bno1 = bin(p1)[2:]
   bno2 = bin(p2)[2:]

   # 短い方の文字列の先頭に0を追加して長さを揃える
   zeros = abs(len(bno1) - len(bno2))
   if (len(bno1) > len(bno2)):
      bno2 = zeros * '0' + bno2
   else:
      bno1 = zeros * '0' + bno1

   # 2進表現をCounter（辞書）に変換
   dict1 = Counter(bno1)
   dict2 = Counter(bno2)

   # 両方の辞書を比較
   if dict1 == dict2:
      print(p1, p2, "は互いにアナグラムです")
   else:
      print(p1, p2, "はアナグラムではありません")

# ドライバープログラム
if __name__ == "__main__":
   n1 = int(input("1つ目の数値を入力してください ::>"))
   n2 = int(input("2つ目の数値を入力してください ::>"))
   anagramoftwonumber(n1, n2)

出力結果

1つ目の数値を入力してください ::>8
2つ目の数値を入力してください ::>16
8 16 は互いにアナグラムです

1つ目の数値を入力してください ::>3
2つ目の数値を入力してください ::>2
3 2 はアナグラムではありません

補足：先頭に0を追加する理由

たとえば、8の2進表現は「1000」、16の2進表現は「10000」です。このまま比較すると0の個数が異なるためアナグラムにはなりませんが、短い方の「1000」の先頭に0を1つ追加して「01000」にすれば、両者とも「0が4個・1が1個」となり、アナグラムと判定されます。この前処理によって、桁数の違いに左右されず、0と1の構成だけで公平に比較できるようになります。

別のアプローチ：sorted()を使う方法

Counterの代わりに、長さを揃えた2進文字列をsorted()でソートして比較する方法もあります。ソート後の文字列が一致すれば、それはアナグラムであることを意味します。

def is_anagram_binary(a, b):
    ba, bb = bin(a)[2:], bin(b)[2:]
    diff = abs(len(ba) - len(bb))
    if len(ba) > len(bb):
        bb = '0' * diff + bb
    else:
        ba = '0' * diff + ba
    return sorted(ba) == sorted(bb)

print(is_anagram_binary(8, 16))  # True
print(is_anagram_binary(3, 2))   # False