第5章　配列（リスト）

STEP 1値をまとめて入れる ― 配列と添字

5人分の得点を使うプログラムを書くときに tokuten1 = 5、tokuten2 = 7…と5個の変数をつくるのは大変です。配列（Pythonではリストと呼びます）を使うと、tokuten = [5, 7, …] とするだけで、1つの変数にまとめて入れられます。取り出すときは tokuten[0] のように添字（番号）を指定します。番号は1からではなく0から始まることに注意してください。

例題 1

メニューと値段を2つの配列で持つ例です。同じ番号どうしが対応している（1番はパスタと200円）ことに注目してください。

doubutsu = ['いぬ', 'ねこ', 'うさぎ', 'ハムスター']
print(doubutsu[2])

STEP 2全部の要素を順に ― forと配列

配列の真価は、第4章のforと組み合わせたときに発揮されます。for i in range(len(tokuten)): と書くと、i が 0、1、2…と添字を順にたどり、tokuten[i] で全要素を処理できます。これを走査（そうさ）と呼びます。

例題 2

配列の全要素を合計するプログラムです。第4章の「積み上げパターン」の、足す相手が tokuten[i] になっただけです。

num = [150, 255, 370]
for i in range(len(num)):
  print(num[i] * 2)

STEP 3 一番大きい値 ― 最大値と条件さがし

配列とforとifの3つがそろうと、「いちばん大きい値をさがす」ができるようになります。作戦はこうです——とりあえず先頭を暫定チャンピオンにして、全員と順に比べ、より大きい値が出たらチャンピオンを交代させる。プログラムはこの3つの要素でできています。

このプログラムが動く様子を、開始前から表示まで、最初から最後まで表で追ってみましょう（配列は [72, 95, 88, 61, 99] の5人とします）。チャンピオンが交代するのは、5周のうち2回だけです。

表からわかる大事なことが2つあります。まず、交代しない周でも、プログラムはちゃんと比べています（何も起きないのは「比べた結果、負けたから」）。そして、2周目で95に交代して決まったように見えても、最後の人までたどるから5周目の99を見のがしません。共通テストのトレース問題は、まさにこの表の1マスを聞いてきます。

例題 3

「条件に合うものだけを表示する」プログラムです。配列の中から3の倍数だけを選び出します（% 3 == 0 は第2章と第3章の合わせ技です）。

tokuten = [72, 95, 88, 61]
saitei = tokuten[0]
for i in range(len(tokuten)):
  if tokuten[i] < saitei:
    saitei = tokuten[i]
print('最低点は', saitei, '点')

STEP 4番号でつながる ― 並行配列

例題1で見た「同じ番号どうしが対応する2つの配列」を、並行配列と呼びます。名前の配列と得点の配列を同じ添字 i でたどれば、「だれが何点か」を組にして扱えます。共通テストのプログラムは、ほぼ毎回この形です（到着時刻の配列と待ち時間の配列、問題番号の配列と分野の配列……）。

namae = ['サクラ', 'ユウタ', 'アオイ']
tokuten = [85, 72, 90]
bangou = 0
for i in range(len(tokuten)):
  if tokuten[i] > tokuten[bangou]:
    bangou = i
print('最高点は', namae[bangou], 'さん')

STEP 5書きこむ ― 記録のパターン

ここまで配列は「読む」だけでしたが、要素には代入もできます。tokuten[1] = 100 と書けば、1番の箱の中身が書き換わります。共通テストでは、これを使った記録のパターン——0を入れた配列を先に用意しておき、計算した結果をforで書きこんでいく形——が近年の中心です。

例題 4

各要素を2倍した値を、別の配列に記録するプログラムです。表示するだけだった「やってみよう5-2」との違い——結果が配列に残るので、あとから何度でも使えます。

もうひとつ大事な技があります。添字の [ ] の中には、数字だけでなく変数や配列の要素も書けます。kaisu[deme[i]] は「deme[i] 番の箱」という意味——「サイコロで3が出たら、3番の箱に1を足す」のように、出た値そのものを添字にして数えることができるのです。

STEP 6となりを見る ― [i-1]の技

添字には計算式も書けます。a[i-1] は「iのひとつ前の要素」。「今日の売上と前日の売上の差」「自分の到着時刻と前の人の到着時刻の比較」のように、となりの要素と組にして使う形は共通テストの定番です。1つだけ注意——先頭の [0] には「前」がいないので、forは range(1, len(a)) と1から始めます。

例題 5

毎日の売上から、前日との増減を計算します。range(1, ...) で添字1（＝2日目）から始めているところに注目してください。

kiroku = [50, 52, 51, 54]
for i in range(1, len(kiroku)):
  print(kiroku[i] - kiroku[i-1])

エラー例 ― よくあるエラーを知ろう！

配列の章の定番エラーを3つ、わざと起こしてみましょう。読み方はいつも通り、いちばん最後の行からです。

エラー例 1　範囲の外の添字

要素は3つ（添字は0・1・2）なのに、[3] を取り出そうとしています。

エラー例 2　len() のつけ忘れ

range(len(num)) と書くつもりが、range(num) になっています。

エラー例 3　記録用の配列が短い

STEP 5の記録パターンで、kaisu を6個（添字0〜5）しか用意しませんでした。目の「6」が出るとどうなるでしょう。

演習問題

num = [150, 255, 370, 890, 927]
goukei = 0
for i in range(len(num)):
  goukei = goukei + num[i]
print('合計は', goukei)
print('平均は', goukei / len(num))

num = [150, 255, 370, 890, 927]
kosuu = 0
for i in range(len(num)):
  if num[i] % 3 == 0:
    kosuu = kosuu + 1
print('3の倍数は', kosuu, '個')

kion = [28, 31, 34, 30, 27, 33, 29]
saikou = kion[0]
for i in range(len(kion)):
  if kion[i] > saikou:
    saikou = kion[i]
print('今週の最高気温は', saikou, '度')

nedan = [150, 200, 250]
kosuu = [20, 30, 16]
uriage = 0
for i in range(len(nedan)):
  uriage = uriage + nedan[i] * kosuu[i]
print('売上の合計は', uriage, '円')

kumi = [1, 0, 2, 1, 1, 0]
ninzu = [0, 0, 0]
for i in range(len(kumi)):
  ninzu[kumi[i]] = ninzu[kumi[i]] + 1
print(ninzu)

自由実行スペース

思いついたことを自由に試すための場所です。自分の1週間の勉強時間を配列にして、合計や最高記録を求めてみるのもおすすめです。