Pythonで文字列が部分文字列の繰り返しかどうかを判定する方法

ある文字列が、その文字列自身の一部（部分文字列）の繰り返しのみで構成されているかどうかを確認したいケースはよくあります。例えば「abcabcabc」は「abc」の繰り返しですが、「abcdabc」はそうではありません。

このような判定には、文字列を2つ連結した中に、元の文字列の「回転」が含まれるかどうかを調べる方法が有効です。これは「文字列が周期的であるのは、それが自分自身の自明でない回転と一致するとき、かつそのときに限る」という性質に基づいています。

コード例

以下のコードは、繰り返し単位（周期）を検出し、見つかった場合はその部分文字列を、見つからない場合は None を返します。

def find_period(s):
    # s を2回連結した文字列の中から、
    # インデックス1以降〜末尾の手前までの範囲で s を検索する
    i = (s + s).find(s, 1, -1)
    return None if i == -1 else s[:i]

print(find_period('012012012012012'))
print(find_period('some random string'))

実行結果

012
None

仕組みの解説

「s + s」という連結文字列の中には、s のあらゆる回転が必ず現れます。find メソッドに開始位置 1 と終了位置 -1 を指定することで、先頭にそのまま現れる一致や、末尾に張り付くだけの一致を除外しています。

もしインデックス i（1 以上）で s が見つかったなら、それは「s の先頭 i 文字が繰り返し単位である」ことを意味します。したがって s[:i] を返せば周期が得られます。見つからなければ -1 が返されるため、None を返して「繰り返しなし」を示します。

この手法は追加のライブラリ不要で、正規表現などを使うよりも簡潔に書けるのが魅力です。文字列の周期性チェックが必要になった際に、ぜひ活用してみてください。