配列を1つずつ時計回りに循環回転させるPythonプログラム

ユーザーが入力した配列を受け取り、その要素全体を時計回りに1つずつ循環的に回転させるのが本記事の目的です。最後尾の要素が先頭に移動し、それ以外の要素はそれぞれ後ろへ1つずつシフトされます。

実行例

入力：A = [1, 2, 3, 4, 5]
出力：[5, 1, 2, 3, 4]

この例では、末尾の「5」が先頭に移動し、「1〜4」はそれぞれ1つ後ろへずれています。

アルゴリズムの手順

ステップ1：配列の要素を入力する。
ステップ2：配列の最後の要素を変数 x に保存する。
ステップ3：すべての要素を1つ後ろの位置へシフトする。
ステップ4：配列の先頭要素を x で置き換える。

ポイント

ループは末尾から先頭方向へ逆順に処理するのがポイントです。前から順にシフトしてしまうと、まだ使っていない要素を上書きしてしまい、正しい結果が得られません。

サンプルコード

# Pythonプログラム：配列を1つだけ循環回転させる

# 回転を行う関数
def rotate(A, n):
    x = A[n - 1]                # 最後の要素を保存
    for i in range(n - 1, 0, -1):
        A[i] = A[i - 1]         # 要素を1つ後ろへシフト
    A[0] = x                    # 先頭に元の最後の要素を代入

# メイン処理
A = list()
n = int(input("リストのサイズを入力してください ::"))
print("リストの要素を入力してください ::")
for i in range(int(n)):
    k = int(input(""))
    A.append(k)

print("元の配列 ::>")
for i in range(0, n):
    print(A[i], end=' ')

rotate(A, n)

print("\n回転後の配列は")
for i in range(0, n):
    print(A[i], end=' ')

実行結果

Enter the size of the List ::5
Enter the Element of List ::
8
7
90
67
56
The array is ::>
8 7 90 67 56 
Rotated array is
56 8 7 90 67 

コードの解説

rotate 関数では、まず A[n - 1]（最後の要素）を変数 x に退避させます。次に range(n - 1, 0, -1) を使い、インデックス n-1 から 1 まで逆順にループしながら、各要素にその直前の要素を代入します。最後に A[0] = x で退避しておいた要素を先頭へ戻すことで、時計回りの循環回転が完成します。

計算量は要素数 n に対して O(n)、追加のメモリは変数1個分だけで済むため、非常に効率的な方法です。