Python入門
リスト（list型、配列）

第9回.リスト（list型、配列）

プログラミングにおいて覚えなければならないものとして配列があります。
Pythonの組み込み型に、リスト（list型）とタプル（tuple型）があります。
今回はリスト（list型）について解説します。

リスト（list型）とは

リストは,カンマ区切りの値の並びを[]角括弧で囲んで作成します。

,カンマの前後にはスペースがあっても無くても構いません。
要素が1つの場合は,カンマは不要です。
要素数が0の配列（空の配列、空リスト）は、[]だけにすることで作成できます。

リストの要素（値）には、さらにリストや他のオブジェクトを入れることができるので、階層を持ったデータ構造を作成できます。

リスト演算子

+演算子は、2つのリストを連結します。

+=の累算代入演算子も同様に適用できます。

*演算子は、*の後ろに書いた数だけリストを複製します。

inとnot inは、コンテナオブジェクトに対して、左辺の値が右辺の要素に含まれているかどうかを判定します。

左辺の文字列が右辺のリストに含まれるかどうかを評価します。
inは、含まれていればTrue
not inは、含まれていなければTrue

大文字小文字が区別されます。

リストのインデックスとスライス

インデックスは先頭が0から始まります。

Python	VBA	GAS	C++	C#
0	1	2	3	4
-5	-4	-3	-2	-1

リスト変数[index]

これで、指定したインデックスの位置の要素（値）を取得することができます。

インデックスの範囲外を取得しようとするとエラーになります。

シーケンス（文字列、リスト、タプル等）から部分的に取得することをスライスと呼びます。
スライスの指定は、

リスト変数[start:stop]
リスト変数[start:stop:step]

startからstop-1（stopの1つ前）までが取得されます。
スライスでは、stopにはリストの要素数（最大インデックス+1）以上が指定できます。
stepは飛び飛びで取得する場合に使用します。

stop-1つまりstopの1つ手前までが範囲になる点に注意してください。
インデックス範囲外の数値を指定してもエラーにならず、有効な範囲内の要素が取得されます。

startを省略した場合は先頭の要素、stopを省略した場合は最後の要素になります。

スライスでリストの値を変更

指定したインデックスの要素（値）を変更することができます。

スライスで取得した要素（値）に代入することで変更することができます。

スライスに代入する場合は要素数に気を付けてください。
代入するリストの要素数が、スライスした要素数より少ないとその分の要素は減り、それより後ろの要素が前に詰まります。
逆に代入する要素数が多いとその分の要素が挿入され、それより後ろの要素は後ろにずれます。

リストの要素にリストを入れることができます。

スライスでリストの要素を追加

スライスでstartとstopに同一インデックスを指定することで、そのインデックスの位置に要素を追加できます。

len()は、オブジェクトの長さ (要素の数) を返す組み込み関数です。

Pythonには数多くの関数と型が組み込まれており、様々な処理を行うことができます。組み込み関数は、Python入門の中でもすでにいくつか使用していますし、これからも頻繁に使用していきます。全部で69個あります。

del文でリストの要素を削除

del文を用いてリストのインデックスまたはスライスの要素を削除できます。
削除された要素より後ろの要素は前に詰まります。

リストのアンパック

Pythonでは、複数の変数に1行で代入することができます。

左辺の変数の数と右辺の値の数が一致していない場合はエラーになります。

この複数代入の書き方と同じ書き方で、リストの複数の要素を一度に複数の変数に入れることができます。
リストを展開して複数の変数に代入することをアンパックと言います。

アンパックの対象は、リスト全体でも良いしスライスでも構いません。
ただし、左辺の変数の数と右辺のリストの要素数は一致している必要があります。
一致していない場合はエラーになります。

f'またはf"については、文字列操作のf-string（フォーマット済み文字列リテラル）

for文とリスト

for文で要素を1つずつ取り出すことができます。

for word in ["pthon","range","list","tuple"]:
    print(word)

while文とリスト

lst = ["pthon","range","list","tuple"]
i = 0
while i < len(lst):
    print(lst[i])
    i += 1

len()は、オブジェクトの長さ (要素の数) を返す組み込み関数です。

リストに要素を追加するメソッド：append , insert , extend

リストの最後に要素を追加します。

スライスでの追加との違いを確認してください。

リストの指定インデックスの手前に要素を挿入します。

スライスでの追加との違いを確認してください。

リストの要素をリストの最後に追加します。
スライスでの、リスト変数[len(リスト変数):len(リスト変数)] この指定と同じ結果になります。

リストの要素を削除するメソッド：remove , pop , clear

リストの中から、引数の値と一致する最初の要素を削除します。
値が存在しない場合はエラーとなります。

以下のスクリプトは、リストの中から指定の値の要素を全て削除します。

n = [1,2,3,4,3,5]
v = 3 #削除する値
while v in n:
    n.remove(v)

リストから指定したインデックスの要素を取り出し、かつ、その要素を削除します。

リストを消去、つまり全ての要素を削除します。

リストの値を調べるメソッド：index , count

引数の値をリストから探しインデックスを返します。
値が存在しない場合はエラーになります。

リスト内に、引数の値が何個入っているかの件数を返します。

以下のスクリプトは、リストの中から指定の値の要素を全て削除します。

n = [1,2,3,4,3,5]
v = 3 #削除する値
while n.count(v) > 0:
    n.remove(v)

リストを並べ替えるメソッド：sort , reverse , sorted関数

リストを並べ替えます。

公式ドキュメント - リスト型.sort

sort()メソッドは、リストをインプレース（その場所）で並べ替えます。
リストは返しません、戻り値はNoneです。
複数のデータ型が含まれたリスト（例えばstrとfloat）に対してsort()メソッドを実行した場合はエラーになります。

リスト.sort(*, key=None, reverse=False)

*

キーワードのみ引数となります。
呼び出し時に仮引数名が必須になります。

key

引数をとる関数を指定します。
リストのそれぞれの要素から比較キーを取り出すのに使います。
例、str.lower、str.upper

reverse

真偽値です。
True がセットされた場合、リストの要素は個々の比較が反転したものとして並べ替えられます。

数値リストの並べ替え

文字列リストの並べ替え

アルファベット順ではなく、ASCIIコード順で並べ替えられます。
アルファベット順にする場合は、keyにstr.lowerまたはstr.upperを指定します。

リストを逆順にします。
リストは返しません、戻り値はNoneです。

イテラブルの要素を並べ替えた新たなオブジェクトを返します。

sorted(iterable, *, [key=None], [reverse=False])

keyとreverseはsortメソッドと同じ指定です。

リストをコピーするメソッド：copy

リストのコピーを作成します。

変数n1のリストをコピーして変数n2に代入しています。
コピーによって新たなlistオブジェクトが作成されます。
ただし、
copy()メソッドはshallowコピーです、deepコピーではありません。

リストの要素に他のオブジェクトを含む場合（複合オブジェクト）、
要素として含まれる他のオブジェクトは、コピー元とコピー先で同一のオブジェクトを参照します。

ディープコピーを行うには、copyモジュールのdeepcopy()メソッドを使用します。

※importについては、後々に詳しく説明します。

ここはオブジェクトに対する相応の理解が必要です。
もし理解しきれない場合は、
浅いコピーと深いコピーがあるということと、その挙動の違いを覚えておけば良いと思います。