Pythonで指定したサイズのグループごとに配列を反転させるプログラム

この記事では、ユーザーが入力した配列とグループのサイズをもとに、指定されたサイズごとに配列を反転させるPythonプログラムを解説します。

基本的な考え方はシンプルです。まず、配列をグループサイズ（p）ずつの部分配列に分割し、各部分配列を個別に反転させます。

• p が n の倍数でない場合： 最後のグループは p 個未満の要素が余りますが、その余った要素も含めてすべて反転します。
• p = 1 の場合： 各要素は単独のグループとなるため、配列は元の順序のまま変化しません。
• p ≥ n の場合： 配列全体がひとつのグループとして扱われ、すべての要素が一括で反転されます。

アルゴリズム

以下は、この処理を行う関数 Revarray(A, n, p) の手順です。ここで A は整数型配列、n は配列のサイズ、p はグループのサイズを表します。先頭から順にサイズ p の部分配列を取り出し、それぞれを反転していきます。

Revarray(A, n, p)
/* A は整数型配列、n は配列のサイズ。
   先頭から順にサイズ p の部分配列を作り、それを反転する */

ステップ 1: ループ制御変数 i を 0 で初期化する。
ステップ 2: while ループで i < n かどうかを判定する。真であれば：
   ステップ 2.1: L = i                      /* 部分配列の左端のインデックス */
   ステップ 2.2: R = min(i + p - 1, n - 1)   /* 部分配列の右端のインデックス */
   ステップ 2.3: while ループで L < R かどうかを判定する。真であれば：
      ステップ 2.3.1: 左端の要素 A[L] と右端の要素 A[R] を入れ替える。
      ステップ 2.3.2: L を 1 増やす。
      ステップ 2.3.3: R を 1 減らす。
   ステップ 2.4: while ループ終了。
   ステップ 2.5: i = i + p （次のグループへ移動）
ステップ 3: while ループ終了。
ステップ 4: 処理終了。

サンプルコード

以下は上記のアルゴリズムを実装したPythonコードです。配列のサイズ・各要素・グループのサイズをユーザーから入力として受け取り、反転後の配列を出力します。

# 指定したサイズのグループごとに配列を反転する
def arrayreverse(A, n, p):
    i = 0
    while i < n:
        L = i
        R = min(i + p - 1, n - 1)
        while L < R:
            A[L], A[R] = A[R], A[L]
            L += 1
            R -= 1
        i += p

# ドライバーコード
# 配列にデータを入力
A = list()
n = int(input("配列のサイズを入力してください ::"))
print("数値を入力してください ::")
for i in range(int(n)):
    k = int(input(""))
    A.append(int(k))

p = int(input("グループのサイズを入力してください ::"))
arrayreverse(A, n, p)
for i in range(0, n):
    print(A[i], end=" ")

コードのポイント

• 外側の while ループが、現在処理中のグループの先頭位置（変数 i）を管理します。
• 内側の while ループでは、左右のインデックス（L と R）を互いに近づけながら要素を交換することで、そのグループだけを効率的に反転します。
• R は min(i + p - 1, n - 1) によって計算されるため、最後のグループが p 個未満でも範囲外アクセスを起こさずに正しく処理できます。
• 要素の交換にはPython特有のタプル代入 A[L], A[R] = A[R], A[L] を利用しており、一時変数が不要です。

実行結果

配列のサイズを入力してください ::6
数値を入力してください ::
11
22
33
44
55
66
グループのサイズを入力してください ::2
22 11 44 33 66 55

この例では、配列 [11, 22, 33, 44, 55, 66] をサイズ 2 のグループごとに反転しているため、「11 22」→「22 11」、「33 44」→「44 33」、「55 66」→「66 55」となり、出力は「22 11 44 33 66 55」となります。