3.2 リスト

リストは、要素を順番に管理したいとき、特に順序と内容が変わる場合があるときに向いているデータ構造です。文字列やタプルとは異なり、**リストはミュータブル（変更可能）**であり、新しい要素を追加したり、既存の要素を削除・書き換えたりすることができます。また、リスト内では同じ値が複数回登場しても構いません。

リストの作成と変換

[] または list() による作成

リストは、0個以上の要素をそれぞれカンマで区切り、全体を角かっこ（[]）で囲んで作ります。また、list()関数を使って空リストを作ることもできます。

empty_list = []
weekdays = ['Monday', 'Tuesday', 'Wednesday', 'Thursday', 'Friday']
another_empty_list = list()

他のデータ型からの変換

list()関数を使えば、文字列やタプルなどの他のデータ型をリストに変換できます。また、文字列のsplit()関数を使うと、特定のセパレータで文字列を分割してリスト化できます。

# 文字列から文字のリストへ変換
print(list('cat')) # ['c', 'a', 't']

# タプルからリストへ変換
a_tuple = ('ready', 'fire', 'aim')
print(list(a_tuple)) # ['ready', 'fire', 'aim']

# 文字列の分割
birthday = '1/6/1952'
print(birthday.split('/')) # ['1', '6', '1952']

要素の取得とスライス

オフセットによる取得とリストのリスト

文字列と同様に、オフセット（インデックス）を指定して個々の要素を取り出せます。負のインデックスを使えば末尾から逆算できます。また、リストの中にリストを含めることも可能で、その場合は複数の角かっこを繋げて要素にアクセスします。

marxes = ['Groucho', 'Chico', 'Harpo']
print(marxes[0])  # Groucho
print(marxes[-1]) # Harpo

# リストのリスト
small_birds = ['hummingbird', 'finch']
all_birds = [small_birds, 'macaw']
print(all_birds[0][1]) # finch (small_birdsの2番目の要素)

スライスによるサブシーケンスの取得

[start:end:step]の形式でスライスを使い、リストの一部を取り出すことができます。リストのスライスで得られる結果もリストです。

marxes = ['Groucho', 'Chico', 'Harpo']
print(marxes[0:2])  # ['Groucho', 'Chico']
print(marxes[::-1]) # ['Harpo', 'Chico', 'Groucho'] (逆順にするテクニック)

要素の変更と追加

要素の書き換え

オフセットでリスト要素を指定し、新しい値を代入することで要素を書き換えられます。

marxes = ['Groucho', 'Chico', 'Harpo']
marxes[2] = 'Wanda'
print(marxes) # ['Groucho', 'Chico', 'Wanda']

append(), extend(), insert()

• append(): リストの末尾に要素を1つ追加します。
• extend() または +=: 別のリストの要素を結合します。
• insert(): 指定したオフセットの位置に要素を追加します。

marxes = ['Groucho', 'Chico', 'Harpo']

# 末尾に追加
marxes.append('Zeppo')

# リストの結合
others = ['Gummo', 'Karl']
marxes.extend(others) # marxes += others と同じ

# 指定位置に挿入
marxes.insert(3, 'Gummo')

要素の削除

不要になった要素を削除するには、用途に合わせて複数の方法があります。

• del: オフセットを指定して削除するPythonの文です。
• remove(): 要素の値を指定して削除します。
• pop(): 要素を取り出し、同時にリストから削除します。引数なしで末尾(-1)、オフセット指定で任意の位置の要素を返します。

marxes = ['Groucho', 'Chico', 'Harpo', 'Gummo', 'Zeppo']

del marxes[-1]          # 'Zeppo'を削除
marxes.remove('Gummo')  # 値が'Gummo'の要素を削除
popped = marxes.pop(1)  # 'Chico'を取り出して削除し、変数に代入

その他の便利な操作

検索とカウント

• index(): 値からその要素のオフセットを取得します。
• in: リスト内に特定の値が存在するかをテストし、ブール値を返します。
• count(): 特定の値がリスト内にいくつ含まれているかを数えます。

marxes = ['Groucho', 'Chico', 'Harpo']

print(marxes.index('Chico')) # 1
print('Groucho' in marxes)   # True
print(marxes.count('Harpo')) # 1

結合とソート

• join(): リストの要素（文字列）を特定の文字列で結合します。
• sort(): リスト自体をその場でソートします（破壊的）。
• sorted(): ソートされた新しいリストのコピーを返します（非破壊的）。降順にするには reverse=True を引数に追加します。

marxes = ['Groucho', 'Chico', 'Harpo']

# 結合
print(', '.join(marxes)) # Groucho, Chico, Harpo

# ソート (コピーを返す)
sorted_marxes = sorted(marxes)
print(sorted_marxes) # ['Chico', 'Groucho', 'Harpo']

# ソート (自身を書き換える)
marxes.sort(reverse=True)
print(marxes) # ['Harpo', 'Groucho', 'Chico']

代入とコピーの違い

リストを別の変数に代入（=）すると、同じリストオブジェクトへの「参照」が渡されるため、一方を変更するともう一方にも影響します。完全に独立したコピーを作るには、以下のいずれかの方法を使います。

a = [1, 2, 3]

# 参照渡し（同じオブジェクトを指す）
b = a

# 独立したコピーを作成する3つの方法
c = a.copy()
d = list(a)
e = a[:]