NumPy配列の各文字列要素の長さを取得する方法

この記事では、NumPy配列に格納された各文字列要素の長さを取得する方法を解説します。NumPyはPythonの数値計算用ライブラリであり、非常に強力な配列クラスを備えています。この配列クラスを利用することで、データを配列形式で効率的に格納・操作できます。

文字列要素の長さを取得するには、主に以下の2つのアプローチがあります。

方法1: np.vectorize(len) を使う

np.vectorize() 関数を使用すると、Pythonの組み込み関数 len をNumPy配列の各要素に一括して適用できます。ベクトル化された操作により、簡潔なコードで各文字列の長さを取得できます。

コード例

import numpy as np
str_arr = np.array(['Hello', 'Computer', 'Mobile', 'Language', 'Programming', 'Python'])
print('配列の内容:', str_arr)
len_check = np.vectorize(len)
len_arr = len_check(str_arr)
print('各要素の長さ:', len_arr)

実行結果

配列の内容: ['Hello' 'Computer' 'Mobile' 'Language' 'Programming' 'Python']
各要素の長さ: [ 5 8 6 8 11 6]

出力を見ると、元の配列と同じ形状のNumPy配列として、各文字列の長さが整数型で返されていることがわかります。

方法2: リスト内包表記(ループ)を使う

もうひとつの方法は、リスト内包表記を使って配列の各要素を順に処理する方法です。コードが直感的で読みやすく、Pythonらしい書き方と言えます。

コード例

import numpy as np
str_arr = np.array(['Hello', 'Computer', 'Mobile', 'Language', 'Programming', 'Python'])
print('配列の内容:', str_arr)
len_arr = [len(i) for i in str_arr]
print('各要素の長さ:', len_arr)

実行結果

配列の内容: ['Hello' 'Computer' 'Mobile' 'Language' 'Programming' 'Python']
各要素の長さ: [5, 8, 6, 8, 11, 6]

この方法では結果がPythonのリストとして返される点に注意してください。NumPy配列として扱いたい場合は、np.array() で再度変換するか、方法1の np.vectorize を使うとよいでしょう。

補足: np.char.str_len の活用

NumPyには文字列専用のモジュール numpy.char が用意されており、np.char.str_len() を使うことでも各要素の長さを取得できます。この方法はNumPyネイティブな処理のため、大規模な配列では効率的に動作します。

len_arr = np.char.str_len(str_arr)
print('各要素の長さ:', len_arr)  # [ 5  8  6  8 11  6]

状況に応じてこれらの方法を使い分けることで、文字列データを含むNumPy配列をより柔軟に処理できるようになります。