リストとは？
プログラミングの配列（リスト）は、データを格納するためのデータ構造です。
リストは、同じデータ型を持つ複数の要素を順序付けて保持することができます。
要素へアクセスする際は、「インデックス」と呼ばれる番号を使って行います。インデックスは 0 から始まり、最初の要素は 0、2 番目の要素は 1、というように続きます。
本記事では、Python を使用してリストの基本的な使い方を紹介します。
リストの活用方法をPythonを使って紹介！
配列とは、複数の値をひとまとめにしたデータ構造です。
配列を使用することで、複数のデータを効率的に管理したり、繰り返し処理を簡略化することができます。
リストから要素を取得する方法
リストから要素を取得するには、インデックス番号を使用します。インデックス番号は0から始まり、リストの先頭を0番目、2番目を1番目というように指定します。
my_list = ["apple", "banana", "cherry"]
first_element = my_list[0] # "apple"
second_element = my_list[1] # "banana"
リストから範囲を取得する方法
リストから特定の範囲の要素を取り出すには、スライスを使用します。
スライスは、開始インデックスと終了インデックスで指定します。開始インデックスは取り出す最初の要素に対応し、終了インデックスは取り出す最後の要素の次の要素に対応します。
numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
new_list = numbers[0:3]
print(new_list) # [1, 2, 3]
リストの5番目から最後の要素までを含む新しいリストを作成するには、このように記述します。
new_list = numbers[4: ]
print(new_list) # [5, 6, 7, 8, 9, 10]
「new_list」には、最初の4つの数字が含まれていません。これは、スライスが開始インデックス4で始まるためです。
スライスを作成する際に、インデックスを省略することもできます。たとえば、開始インデックスを省略すると、スライスはリストの先頭から始まります。終了インデックスを省略すると、スライスはリストの最後で終わります。
new_list = numbers[:]
print(new_list) # [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
この例では、新しいリストには元のリストと同じ要素がすべて含まれています。これは、インデックスを省略すると、スライスにはリストのすべての要素が含まれるためです。
また、スライスには負のインデックスを使用することもできます。負のインデックスは、リストの最後からの位置を表します。たとえば、-1は最後の要素を、-2は2番目の最後の要素を表します。
new_list = numbers[-3: ]
print(new_list) # [8, 9, 10]
この例で、新しいリストの最初の要素は、元のリストの8番目の要素である 8 です。これは、スライスがインデックス-3で始まり、インデックス-1で終わるためです。
スライスを使用すると、リストの特定の範囲の要素を簡単に抽出したり、新しいリストを作成したり、既存のリストを操作したりできます。
append() メソッドを使ってリストに要素を追加する
append()メソッドは、リストの末尾に新しい要素を追加するために使用します。
fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
fruits.append("orange")
print(fruits)
このコードを実行すると、リスト「fruits」に新しい要素”orange”が追加され、最終的にリストは[“apple”, “banana”, “cherry”, “orange”]となります。
insert() メソッドを使ってリストに要素を挿入する
Pythonでリストに要素を挿入するには、insert()メソッドを使用します。
insert()メソッドは、要素を挿入する位置と挿入する要素を引数として受け取ります。
例えば、リスト「my_list」の2番目の位置に要素appleを挿入します。
my_list = ["banana", "orange", "grape"]
my_list.insert(2, "apple")
print(my_list) # 出力: ['banana', 'orange', 'apple', 'grape']
要素を削除する方法
リストから要素を削除するには、いくつかの方法があります。
末尾の要素を削除するには、pop() メソッドを使用します。
my_list = [1, 2, 3, 4, 5]
my_list.pop() # 5が削除される
print(my_list) # [1, 2, 3, 4]
指定した要素を削除するには、remove() メソッドを使用します。
my_list = [1, 2, 3, 4, 5]
my_list.remove(3) # 3が削除される
print(my_list) # [1, 2, 4, 5]
条件に一致する要素のインデックスを取得するには、index() メソッドを使用します。
my_list = [1, 2, 3, 4, 5]
index = my_list.index(3) # 3のインデックスは2
print(index) # 2
すべての要素を削除するには、clear()メソッドを使用します。
my_list.clear()
条件に一致する要素のインデックスを取得する方法
Python では、index() メソッドを使ってリスト内の要素のインデックスを取得できます。
index() メソッドは、指定された要素がリスト内に存在する場合そのインデックスを返します。要素が存在しない場合は、ValueError 例外が発生します。
my_list = ["apple", "banana", "cherry"]
index_of_banana = my_list.index("banana")
print(index_of_banana) # 出力: 1
index_of_orange = my_list.index("orange") # ValueError: 'orange' is not in list
index() メソッドは、指定された要素がリスト内に複数回存在する場合、最初の出現位置のインデックスのみを返します。すべての要素のインデックスを取得するには、enumerate() 関数を使用することができます。
for index, element in enumerate(my_list):
if element == "banana":
print(index) # 出力: 1
リストの要素数をカウントする方法
リストの要素数をカウントするには、len() 関数を使用します。len() 関数は、リスト内の要素数を整数として返します。
#リストを作成
my_list = [1, 2, 3, 4, 5]
#リストの要素数をカウント
list_length = len(my_list)
#結果を出力
print("リストの要素数は:", list_length) #出力：「リストの要素数は: 5」
extend() メソッドを使って複数の要素を追加する
リストに複数の要素を追加するには、extend() メソッドを使用します。このメソッドは、引数としてイテラブルオブジェクト（リスト、タプル、文字列など）を受け取り、その要素をリストの末尾に追加します。
my_list = [1, 2, 3]
my_list.extend([4, 5, 6])
print(my_list) # [1, 2, 3, 4, 5, 6]
この例では、my_list に [4, 5, 6] の要素が追加されています。extend() メソッドは、元のリストを変更するので、注意が必要です。
extend() メソッドは、リストに複数の要素を効率的に追加できる便利なメソッドです。ただし、リストのサイズが大きくなる可能性があるため、必要に応じて他のメソッドを使用することも検討してください。
指定位置に要素を挿入する方法
Pythonでは、insert(index, obj) メソッドを使用して、リストの指定されたインデックスに要素を挿入できます。
fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
fruits.insert(1, "orange")
print(fruits) # 出力: ['apple', 'orange', 'banana', 'cherry']
この例では、”orange”要素をインデックス1に挿入しました。これにより、”orange”要素は”banana”要素の前に配置され、元のリストの要素は1つずつずれます。
リストの要素をソートする方法
リストの要素をソートするには、sort() メソッドを使用します。sort() メソッドは、リストの要素を昇順にソートします。降順にソートするには、reverse パラメータを True に設定します。
numbers = [5, 2, 8, 1, 9]
numbers.sort()
print(numbers) # 出力: [1, 2, 5, 8, 9]
numbers.sort(reverse=True)
print(numbers) # 出力: [9, 8, 5, 2, 1]
リストの要素を逆順にする方法
リストの要素を逆順にするには、reverse() メソッドを使用します。このメソッドは、リストを直接変更します。
list_name.reverse()
以下は、リストの要素を逆順にする方法の例です。
my_list = [1, 2, 3, 4, 5] #リストの要素を逆順にする my_list.reverse() "リストを出力する print(my_list) #出力：[5, 4, 3, 2, 1]
リストのコピーを作成する方法
リストのコピーを作成するにはcopy() メソッドを使います。
list1 = [1, 2, 3, 4, 5]
list2 = list1.copy()
リストを要素として list() コンストラクタに渡すことでも、コピーを作成できます。
list1 = [1, 2, 3, 4, 5]
list2 = list(list1)
copy モジュールから deepcopy() 関数を使うこともできます。 これらの方法はすべて、元のリストとは独立した新しいリストを作成します。
from copy import deepcopy
list1 = [1, 2, 3, [4, 5]]
list2 = deepcopy(list1)
いずれの方法も、元のリストを変更してもコピーには影響しません。
まとめ
配列（リスト）は便利ですが、プログラミングの世界独特の概念なので少し難しいと感じる方も少なくありません。
この記事を参考に、少しでも理解が深まれば幸いです。
