リストと基本的なデータ構造

これまでの章では，1つの変数に1つの値を代入してきた．たとえば tensuu = 85 のように，変数 tensuu には点数を1つだけ入れていた．しかし，実際に扱いたいデータは1つだけとはかぎりません．クラス全員のテストの点数，1週間ぶんの気温の記録，名簿に並んだ名前など，たくさんの値をまとめて扱いたい場面はとても多いです．

もし40人ぶんの点数を変数1つずつで持とうとすると，tensuu1， tensuu2，…，tensuu40 と40個の変数が必要になり，平均を求めるだけでも大変な手間になります．そこでこの章では，複数の値を 順番に並べて1つの名前で扱うしくみであるリストを学ぶ．リストを使えるようになると，「たくさんのデータを集計する」というプログラミングの得意分野が，一気に身近になります．

リストとは何か

たとえば，買い物のレシートを思いうかべてください．レシートには商品名や値段が 上から順番に並んでいます．あるいは，運動会のプログラムには競技が順番に書かれています．このように「順番に並んだもの」を，紙の上ではなくプログラムの中で持つしくみがリストです．

リストとは，複数の値を順番に並べて，1つの名前でまとめて扱うためのデータです．Python では，値を半角のカンマ , で区切り，全体を半角の角カッコ [\ ]（ブラケット）で囲んで作ります．次の例を見てみましょう．

chapter-06_code_1.py

# 5人ぶんのテストの点数をリストにまとめる
tensuu = [85, 72, 90, 68, 100]

# リストをそのまま画面に表示する
print(tensuu)

これを実行すると，次のように表示されます．

実行結果の例

[85, 72, 90, 68, 100]

[85, 72, 90, 68, 100] の部分がリストです．角カッコの中に，5つの値がカンマで区切られて並んでいます．この1つ1つの値を要素（エレメント）とよぶ．ここでは要素は5個あります．そして，このリスト全体に tensuu という 1つの名前（変数）を付けた．これ以降は tensuu と書くだけで，5人ぶんの点数の集まりをまとめて指し示すことができます．

リストには数値だけでなく，文字列を並べることもできます．たとえば名簿（名前の一覧）は，文字列のリストで表せる．

chapter-06_code_3.py

# クラスの名前を並べたリスト（文字列のリスト）
namae = ["佐藤", "鈴木", "田中", "高橋"]
print(namae)

実行結果の例

['佐藤', '鈴木', '田中', '高橋']

文字列の要素は，画面に表示されるときシングルクォート '\ ' で囲まれて出ます．プログラムを書くときはダブルクォート "\ " で統一すればよいが， print で表示すると Python はシングルクォートで見せる，という点だけ知っておけばよいでしょう．どちらも同じ文字列を表しています．

リストを作る角カッコ [\ ] と，値を区切るカンマ , は，すべて半角で入力します．全角の「［　］」や「，」を使うとエラーになります．また，要素が文字列のときはそれぞれをクォートで囲む（["佐藤", "鈴木"]）． [佐藤, 鈴木] のようにクォートを忘れると，名前を変数だと勘違いされてエラーになります．

リストは複数の値を順番に並べて1つの名前で扱うしくみです．
角カッコ [\ ] の中に，値をカンマ , で区切って並べて作ります．
リストの中の1つ1つの値を要素といいます．数値でも文字列でも並べられます．

順番のある値をまとめる

知識

リストは複数の値を順番付きでまとめます。角括弧で囲み、要素をカンマで区切ります。

tensuu = [85, 72, 90, 68, 100]
print(tensuu)

そのまま演習順番のある値をまとめる

実行前に、表示される行数と各行の値を予想してください。上のコードを編集欄へ開き、変更せずに実行します。その後「出力例」を開き、予想と実行結果を比べてください。入力操作はありません。各表示行の末尾には改行があります。

出力例

[85, 72, 90, 68, 100]

ヒントを見る

リストの要素数と、値が並ぶ順番を予想してください。リスト全体を表示する場合は、括弧や区切りも出力に現れます。

演習の解説

5個の整数を持つリストが表示されます。値の順序も保存されるので、最初の要素は85です。

虫食い順番のある値をまとめる

___の1か所だけを補い、上と同じ結果が出るコードにしてください。他の行は変えません。

tensuu = ___85, 72, 90, 68, 100]
print(tensuu)

ヒントを見る

リストの始まりと終わりの括弧は対です。値の区切りはその括弧の内側に置きます。

虫食いの解説

tensuu = [85, 72, 90, 68, 100]
print(tensuu)

空欄には [ が入ります。5個の整数を持つリストが表示されます。値の順序も保存されるので、最初の要素は85です。

要素と添字：0から始まる番号

リストの中の特定の要素を取り出したいことがあります．「3番目の点数を知りたい」といった場合です．そのためにリストの各要素には，先頭から順番に番号がふられています．この番号を添字（インデックス）とよぶ．

ここで，プログラミングを始めた人がほぼ全員つまずく，とても大事な約束があります． 添字は 1 ではなく 0 から始まるのである（図6.1）．つまり，先頭の要素の添字は 0，2番目が 1，3番目が 2，…となります．

要素を取り出すには，リスト名のうしろに角カッコを付け，その中に添字を書きます． tensuu[0] と書けば，添字 0 の要素（先頭の要素）が取り出せます．

chapter-06_code_5.py

tensuu = [85, 72, 90, 68, 100]

print(tensuu[0])    # 先頭の要素（添字は0）
print(tensuu[2])    # 3番目の要素（添字は2）
print(tensuu[4])    # 5番目の要素（添字は4）

実行結果の例

85
90
100

tensuu[0] が先頭の 85，tensuu[2] が3番目の 90， tensuu[4] が5番目（最後）の 100 です．「3番目なら添字は2」というように，番目より1つ小さい数が添字になる，と覚えるとよいでしょう．

要素の値は，取り出したあとふつうの値と同じように計算に使えます．たとえば先頭の点数と3番目の点数の差を求めるなら，取り出した2つの要素を引き算すればよいでしょう．

chapter-06_code_7.py

tensuu = [85, 72, 90, 68, 100]

# 先頭と3番目の点数の差を求める
sa = tensuu[2] - tensuu[0]
print("差は", sa, "点")

実行結果の例

差は 5 点

tensuu[2] は 90，tensuu[0] は 85 なので，その差は 5 です．このように リスト[添字] は，1つの値としてそのまま式の中に書けます．添字で取り出した要素は，もう「リストの一部」ではなく，ただの数値（や文字列）として扱える，と考えるとよいでしょう．

要素の個数を知る：len()

リストの中に要素がいくつあるかは，関数 len（レン， length の略）で調べられます．カッコの中にリストを渡すと，要素の個数を返します．

chapter-06_code_9.py

tensuu = [85, 72, 90, 68, 100]

ninzuu = len(tensuu)        # 要素の個数を数える
print("人数は", ninzuu, "人")

実行結果の例

人数は 5 人

要素が5個あるので len(tensuu) は 5 を返し，それを変数 ninzuu に代入しました．ここで重要なのは，要素は5個でも，添字は 0から4までだという点です．いちばん大きい添字は，個数より1つ小さい len(tensuu) - 1 になります．

このことを使うと，要素が何個あっても末尾の要素を確実に取り出せます．末尾の添字は「個数 − 1」だから，len(リスト) - 1 を添字に書けばよいでしょう．

chapter-06_code_11.py

tensuu = [85, 72, 90, 68, 100]

saigo = len(tensuu) - 1     # 末尾の添字（5-1で4）
print("末尾の点数は", tensuu[saigo])

実行結果の例

末尾の点数は 100

len(tensuu) - 1 は 4 になり，tensuu[4] すなわち末尾の 100 が取り出せた．末尾の添字を 4 と直接書いてもよいが， len(リスト) - 1 と書いておけば，要素が増えても減っても「いつでも末尾」を指せる．要素の個数が変わるリストでは，この書き方が安全です．

添字の最大は「個数 − 1」です．要素が5個のリストで tensuu[5] と書くと，添字 5 の要素は存在しないため，IndexError（インデックスエラー）というエラーになります．「5個あるから [5] まで使える」と勘違いしやすいので注意します．使える添字は [0] から [4] までです．

添字は 0 から始まる．先頭が [0]，n 番目は [$n-1$]．
リスト[添字] で，その位置の要素を取り出せます．
len(リスト) で要素の個数がわかります．最大の添字は「個数 − 1」．

先頭と最後の要素を取り出す

知識

添字は0から始まります。先頭から何番目かと添字の値を混同しないようにします。

tensuu = [85, 72, 90, 68, 100]
print(tensuu[0])
print(tensuu[4])

そのまま演習先頭と最後の要素を取り出す

出力例

85
100

ヒントを見る

先頭を起点に添字を書き添え、指定された位置の値を取り出します。要素の順番と添字の値のずれに注意してください。

演習の解説

添字0は先頭の85、添字4は5番目の100です。5要素のリストへ添字5でアクセスすると範囲外になります。

虫食い先頭と最後の要素を取り出す

___の1か所だけを補い、上と同じ結果が出るコードにしてください。他の行は変えません。

tensuu = [85, 72, 9___, 68, 100]
print(tensuu[0])
print(tensuu[4])

ヒントを見る

何番目の要素かと添字の値は1だけずれます。先頭につく番号から数えてください。

虫食いの解説

tensuu = [85, 72, 90, 68, 100]
print(tensuu[0])
print(tensuu[4])

空欄には 0 が入ります。添字0は先頭の85、添字4は5番目の100です。5要素のリストへ添字5でアクセスすると範囲外になります。

要素の書きかえと追加

リストは，作ったあとから中身を変えることができます．間違って入力した点数を直したり，あとから新しいデータを足したりできます．

要素を書きかえる

ある要素を別の値にしたいときは，リスト[添字] = 新しい値 のように，取り出すときと同じ書き方の左側に代入します．

chapter-06_code_13.py

tensuu = [85, 72, 90, 68, 100]

tensuu[1] = 80          # 添字1の要素を72から80に書きかえる
print(tensuu)

実行結果の例

[85, 80, 90, 68, 100]

tensuu[1] = 80 によって，添字 1 の要素が 72 から 80 に入れかわった．ほかの要素はそのまま残っています．このように，リストは一部だけをあとから変更できます．

書きかえる右側には，計算式を書いてもよいでしょう．たとえば身長の記録のうち1つを 0.5 だけ増やす（測り直して伸びていた）なら，いまの値に 0.5 を足したものを，同じ場所へ代入し直します．

chapter-06_code_15.py

shinchou = [158.0, 162.5, 170.0]

shinchou[1] = shinchou[1] + 0.5     # 添字1の値を0.5だけ増やす
print(shinchou)

実行結果の例

[158.0, 163.0, 170.0]

shinchou[1] + 0.5 は，いまの 162.5 に 0.5 を足した 163.0 です．その結果をふたたび shinchou[1] へ代入したので，添字1の要素だけが更新されました．右側でいったんいまの値を取り出し，計算して，左側の同じ場所へ書き戻す，という流れです．

要素を追加する：append()

リストの末尾に新しい要素を1つ加えるには，append（アペンド，「付け加える」の意味）を使います．リスト名.append(値) と書きます．

chapter-06_code_17.py

tensuu = [85, 72, 90]      # 最初は3人ぶん
print("追加前", tensuu)

tensuu.append(68)          # 末尾に68を追加する
print("追加後", tensuu)

実行結果の例

追加前 [85, 72, 90]
追加後 [85, 72, 90, 68]

append を使うたびに，要素はリストの末尾に1つずつ加わっていく（図6.2）．要素の個数も1つ増える．

append は，あとで学ぶ「空のリストから始めて，繰り返しで1つずつデータをためていく」という使い方でとても役に立つ．空のリストは [] と書く（要素が0個のリスト）．

chapter-06_code_19.py

kekka = []                 # 空のリストを用意する
kekka.append("合格")       # 1つ目を追加
kekka.append("不合格")     # 2つ目を追加
print(kekka)

実行結果の例

['合格', '不合格']

append は リスト名.append(値) のように，リスト名のうしろにピリオド . を付けて呼ぶ．append(tensuu, 68) のように書くのは誤りです．また，tensuu = tensuu.append(68) と代入してしまうと， tensuu が空っぽ（None）になってしまう．append はリスト自身を直接書きかえるので，代入し直す必要はありません．tensuu.append(68) とだけ書けばよいでしょう．

リスト[添字] = 値 で，その位置の要素を書きかえられます．
リスト名.append(値) で，末尾に要素を1つ追加できます．
空のリスト [] から始めて，append でためていける．

書き換えと末尾への追加を比べる

知識

添字への代入は既存要素を書き換え、appendは末尾に新しい要素を1個追加します。

tensuu = [85, 72, 90]
tensuu[1] = 80
tensuu.append(68)
print(tensuu)

そのまま演習書き換えと末尾への追加を比べる

出力例

[85, 80, 90, 68]

ヒントを見る

書き換えの後のリストを一度書き出し、次に追加の操作を行います。要素数が変わるのはどちらの操作かを確認します。

演習の解説

2番目の72が80になり、最後へ68が追加されます。結果は[85, 80, 90, 68]です。

虫食い書き換えと末尾への追加を比べる

___の1か所だけを補い、上と同じ結果が出るコードにしてください。他の行は変えません。

tensuu = [85, 72, 90]
tensuu[1] = 80
tensuu.___(68)
print(tensuu)

ヒントを見る

既存の位置への代入は要素数を増やしません。末尾へ新しい要素を加えるメソッドを使います。

虫食いの解説

tensuu = [85, 72, 90]
tensuu[1] = 80
tensuu.append(68)
print(tensuu)

空欄には append が入ります。2番目の72が80になり、最後へ68が追加されます。結果は[85, 80, 90, 68]です。

forでリストを1つずつ処理する

リストの本当の便利さは，全部の要素に同じ処理を順番に行うときに発揮されます．第5章で学んだ繰り返し（for）とリストを組み合わせると，要素を1つずつ取り出して処理できます．

要素を1つずつ取り出す

for 変数 in リスト: と書くと，リストの先頭から末尾まで，要素が1つずつ変数に代入され，そのたびにブロックの中身が実行されます．

chapter-06_code_21.py

tensuu = [85, 72, 90, 68, 100]

# 要素を1つずつ取り出して表示する
for t in tensuu:
    print("点数は", t)

実行結果の例

点数は 85
点数は 72
点数は 90
点数は 68
点数は 100

1回目の繰り返しでは t に 85 が，2回目では 72 が，… というように，要素が順番に t へ代入されます．添字を自分で数えなくても，リストの全要素をもれなく処理できるのが for の強みです．

合計と平均を求める

リストの要素を合計するには，0 から始めた変数に，繰り返しの中で要素を足し込んでいく．これは集計の基本パターンです．

chapter-06_code_23.py

tensuu = [85, 72, 90, 68, 100]
goukei = 0                      # 合計を入れる変数を0で用意

for t in tensuu:
    goukei = goukei + t         # 取り出した点数を足していく

heikin = goukei / len(tensuu)   # 合計を人数で割る
print("合計は", goukei, "点")
print("平均は", heikin, "点")

実行結果の例

合計は 415 点
平均は 83.0 点

goukei を最初に 0 にしておき，繰り返しのたびに要素を足していく．すべて足し終えたら，len(tensuu) で求めた人数で割って平均を出します．人数を直接 5 と書かず len(tensuu) を使えば，要素が増えても同じプログラムがそのまま使えます．

最高点を自分で探す

合計のほかに，「いちばん大きい値」を求めたいこともあります．これも for で書けます．考え方は，いままで見た中でいちばん大きい値を1つの変数に覚えておき，それより大きい要素が出てきたら覚え直す，というものです．

chapter-06_code_25.py

tensuu = [85, 72, 90, 68, 100]
saidai = tensuu[0]              # まず先頭を「仮の最大」とする

for t in tensuu:
    if t > saidai:             # いまの最大より大きければ
        saidai = t             # 覚え直す
print("最高点は", saidai)

実行結果の例

最高点は 100

最初に saidai を先頭の要素 85 にしておく．そのあと1つずつ取り出して，saidai より大きい要素が来たら saidai を更新します． 90 が来たときに 85 から 90 へ，100 が来たときに 100 へと更新され，最後に最高点 100 が残る．最小を求めるなら，比較を < に変えればよいでしょう．

最大を探す変数 saidai を，うっかり 0 で始めてはいけない場面があります．たとえば気温に氷点下（マイナスの値）が混じると，すべての要素が 0 より小さく，最大が正しく求まらないことがあります．先頭の要素を仮の最大にする（saidai = tensuu[0]）のが安全です．

合計・最大・最小は関数でも書ける

合計・最大・最小は，とてもよく使うので Python に専用の関数が用意されています． sum（サム，合計），max（マックス，最大），min（ミン，最小）です．リストを渡すだけで結果が返る．

chapter-06_code_27.py

tensuu = [85, 72, 90, 68, 100]

goukei = sum(tensuu)            # 合計
saidai = max(tensuu)            # 最大（最高点）
saishou = min(tensuu)           # 最小（最低点）
print("合計", goukei, "最高", saidai, "最低", saishou)

実行結果の例

合計 415 最高 100 最低 68

sum を使えば，さきほど for で書いた合計の処理を1行で書けます．平均は sum(tensuu) / len(tensuu) で求められます．for のしくみを理解したうえで，ふだんはこうした便利な関数を使うとよいでしょう．

for t in tensuu: の t には要素そのもの（点数の値）が入ります．添字（0,1,2,…）ではない点に注意します．「番号がほしい」と思うかもしれないが，合計や平均のように全要素を順に処理するだけなら，添字は使わずに要素を直接受け取るこの書き方が読みやすい．

for 変数 in リスト: で要素を1つずつ取り出して処理できます．
合計は「0から始めて足し込む」のが基本．平均は合計÷個数．
sum max min len で集計を手早く書けます．

各要素の値を表示する

知識

forでリストを直接回すと、添字ではなく各要素の値が順に変数へ入ります。

tensuu = [85, 72, 90]
for t in tensuu:
    print(t)

そのまま演習各要素の値を表示する

出力例

85
72
90

ヒントを見る

各回でループ変数へ入る要素の値を順に記録します。リスト全体を1回表示する場合との違いを予想してください。

演習の解説

85、72、90を別々の行へ表示します。tが各回の点数そのものなので、さらに添字で取り出す必要はありません。

虫食い各要素の値を表示する

___の1か所だけを補い、上と同じ結果が出るコードにしてください。他の行は変えません。

tensuu = [85, 72, 90]
for t ___ tensuu:
    print(t)

ヒントを見る

ループの変数と対象のリストを結ぶキーワードを考えます。行末のコロンと、その下の字下げは残してください。

虫食いの解説

tensuu = [85, 72, 90]
for t in tensuu:
    print(t)

空欄には in が入ります。85、72、90を別々の行へ表示します。tが各回の点数そのものなので、さらに添字で取り出す必要はありません。

アンケートの集計：丸の数を数える

リストと繰り返しを組み合わせる練習として，アンケートの集計をやってみましょう．ある質問に「はい」と答えた人を "○"，そうでない人を "×" としてリストに記録したとします．「はい」が何人いるかを数えるには，要素を1つずつ調べ， "○" のときだけ数える変数を1ふやせばよいでしょう．条件分岐（第4章）と繰り返しの組み合わせです．

chapter-06_code_29.py

kaitou = ["○", "×", "○", "○", "×", "○"]
kaisuu = 0                      # 「○」の個数を数える変数

for k in kaitou:
    if k == "○":                # 要素が「○」なら
        kaisuu = kaisuu + 1     # 1ふやす

print("「○」は", kaisuu, "人")

実行結果の例

「○」は 4 人

for で回答を1つずつ k に取り出し，k == "○" が成り立つときだけ kaisuu を1ふやしています．このように「ある条件に合う要素だけを数える」処理は，集計でとてもよく使うパターンです．比較は ==（等しいか）であって =（代入）ではない点に，あらためて注意してください．

「条件に合う要素を数える」は，0から始めた変数を if の中で 1ふやすのが定石です．
リスト・繰り返し・条件分岐を組み合わせると，集計が自在にできます．

該当する回答だけを数える

知識

数える処理では、条件を満たしたときだけ件数を1増やします。件数と合計値は異なる変数です。

kaitou = ["○", "×", "○", "○"]
kazu = 0
for k in kaitou:
    if k == "○":
        kazu = kazu + 1
print(kazu)

そのまま演習該当する回答だけを数える

出力例

ヒントを見る

回答を1個ずつ調べ、条件を満たした回だけ件数を増やします。全回答の数と、対象の件数を分けて考えてください。

演習の解説

4回答のうち○が3個なので3を表示します。×のときには件数を増やさないため、全回答数4にはなりません。

虫食い該当する回答だけを数える

___の1か所だけを補い、上と同じ結果が出るコードにしてください。他の行は変えません。

kaitou = ["○", "×", "○", "○"]
kazu = 0
for k in kaitou:
    if k ___ "○":
        kazu = kazu + 1
print(kazu)

ヒントを見る

回答が対象の記号と一致する場合だけ件数を増やします。代入でなく、真偽を求める比較が必要です。

虫食いの解説

kaitou = ["○", "×", "○", "○"]
kazu = 0
for k in kaitou:
    if k == "○":
        kazu = kazu + 1
print(kazu)

空欄には == が入ります。4回答のうち○が3個なので3を表示します。×のときには件数を増やさないため、全回答数4にはなりません。

スライス：一部だけ取り出す

リストから1つの要素ではなく，連続したいくつかの要素をまとめて取り出したいこともあります．「最初の3人だけ」「3人目から後ろだけ」といった場合です．これにはスライスという書き方を使います． リスト[開始:終了] と，添字を半角コロン : ではさんで書きます．

chapter-06_code_31.py

tensuu = [85, 72, 90, 68, 100]

print(tensuu[0:3])      # 添字0から2まで（最初の3つ）
print(tensuu[2:5])      # 添字2から4まで

実行結果の例

[85, 72, 90]
[90, 68, 100]

ここでも0始まりと同じく，少し注意がいます．tensuu[0:3] は，添字 0,1,2の要素を取り出し，終了に書いた3は含まない．「開始は含み，終了は含まない」と覚えます．取り出される個数は「終了 − 開始」になる（[0:3] なら 3 − 0 = 3 個）．

開始や終了は省略できます．省略すると，それぞれ「先頭から」「末尾まで」の意味になります．

chapter-06_code_33.py

tensuu = [85, 72, 90, 68, 100]

print(tensuu[:2])       # 先頭から添字1まで（最初の2つ）
print(tensuu[3:])       # 添字3から末尾まで

実行結果の例

[85, 72]
[68, 100]

tensuu[:2] は先頭から，tensuu[3:] は末尾までを取り出します．スライスの結果は，もとのリストの一部を取り出した新しいリストです．

スライスの終了の添字は含まれない．tensuu[0:3] は添字 0,1,2 の3つで，添字3の要素は入りません．「3まで」と思って tensuu[0:3] と書くと，欲しかった4つ目が抜けることがあります．含めたいなら終了を1つ大きくします．

リスト[開始:終了] で連続した要素をまとめて取り出せます．
開始は含み，終了は含みません．個数は「終了 − 開始」．
開始・終了は省略でき，それぞれ「先頭から」「末尾まで」を表します．

指定した区間だけ切り出す

知識

スライスの開始位置は含み、終了位置は含みません。元のリストから一部の新しいリストを作ります。

tensuu = [85, 72, 90, 68, 100]
print(tensuu[1:4])

そのまま演習指定した区間だけ切り出す

出力例

[72, 90, 68]

ヒントを見る

開始位置から終了位置の直前まで、対象となる添字を並べます。取り出さない端の要素も確認してください。

演習の解説

添字1、2、3の値を取り出して[72, 90, 68]になります。添字4の100は含みません。

虫食い指定した区間だけ切り出す

___の1か所だけを補い、上と同じ結果が出るコードにしてください。他の行は変えません。

tensuu = [85, 72, 90, 68, 100]
print(tensuu[___])

ヒントを見る

開始位置は含み、終了位置は含みません。欲しい3要素の添字を書き出してみてください。

虫食いの解説

tensuu = [85, 72, 90, 68, 100]
print(tensuu[1:4])

空欄には 1:4 が入ります。添字1、2、3の値を取り出して[72, 90, 68]になります。添字4の100は含みません。

sorted()で並べかえる

リストの要素を小さい順（昇順）に並べかえたいことがあります．たとえば気温の記録を低い順に見たい，点数を低い順に並べたい，といった場合です．これには sorted（ソーテッド，「並べかえた」の意味）という関数を使います．リストを渡すと，並べかえた新しいリストを返します．

chapter-06_code_35.py

kion = [22, 18, 25, 20, 19]     # ある5日間の気温の記録

narabi = sorted(kion)           # 小さい順に並べかえる
print("もとの記録", kion)
print("並べかえ後", narabi)

実行結果の例

もとの記録 [22, 18, 25, 20, 19]
並べかえ後 [18, 19, 20, 22, 25]

sorted(kion) は，気温を小さい順に並べた新しいリストを返し，それを narabi に代入しました．もとの kion はそのまま変わっていない点に注目してください．大きい順（降順）に並べたいときは，reverse=True を付けて sorted(kion, reverse=True) と書きます．文字列のリストなら，五十音やアルファベット順に並べかえられます．

sorted は新しいリストを返す関数なので，結果を変数で受け取る必要があります．sorted(kion) とだけ書いても，もとの kion は並べかわりません．narabi = sorted(kion) のように，必ず代入して結果を受け取ること．

sorted(リスト) は小さい順に並べた新しいリストを返します．
もとのリストは変わりません．結果は変数で受け取ります．
reverse=True を付けると大きい順になります．

元の順序を保って並べ替える

知識

sortedは並べ替えた新しいリストを返します。元のリストはそのままです。

tensuu = [85, 72, 90]
print(sorted(tensuu))
print(tensuu)

そのまま演習元の順序を保って並べ替える

出力例

[72, 85, 90]
[85, 72, 90]

ヒントを見る

並べ替えて得られる結果と、元の変数が指すリストを別々に追ってください。2回の表示が同じ順序になるかを予想します。

演習の解説

最初は[72, 85, 90]、次は元の[85, 72, 90]を表示します。sortedの結果を代入していないため元の順序は変わりません。

虫食い元の順序を保って並べ替える

___の1か所だけを補い、上と同じ結果が出るコードにしてください。他の行は変えません。

tensuu = [85, 72, 90]
print(___(tensuu))
print(tensuu)

ヒントを見る

新しい並べ替え結果を返す関数を選びます。元のリスト自体の順序が変わる操作と区別してください。

虫食いの解説

tensuu = [85, 72, 90]
print(sorted(tensuu))
print(tensuu)

空欄には sorted が入ります。最初は[72, 85, 90]、次は元の[85, 72, 90]を表示します。sortedの結果を代入していないため元の順序は変わりません。

辞書：名前と値の対応表

リストは「順番」でデータを並べるしくみでした．しかし，世の中には 名前で引きたいデータも多いです．たとえば「田中さんの点数は？」のように，番号ではなく名前から値を探したいことがあります．これには，リストとは別のデータ構造である辞書（ディクショナリ， dict）が向いています．

辞書は，国語辞典が「言葉」から「意味」を引けるように，キー（名前）と値を対応づけて持つ「対応表」です．波カッコ {\ }（ブレース）の中に，キー: 値 の組をカンマで区切って並べて作ります．

chapter-06_code_37.py

# 名前（キー）と点数（値）の対応表
tensuu = {"田中": 90, "鈴木": 72, "佐藤": 85}

print(tensuu["田中"])       # キー「田中」で値を引く
print(tensuu["佐藤"])

実行結果の例

90
85

リストでは tensuu[0] のように添字（番号）で取り出したが，辞書では tensuu["田中"] のようにキー（名前）で取り出します．番号を覚えていなくても，名前さえわかれば値を引けるのが辞書の便利な点です．

あとからキーと値の組を追加するのも簡単で，辞書[新しいキー] = 値 と書きます．

chapter-06_code_39.py

tensuu = {"田中": 90, "鈴木": 72}

tensuu["高橋"] = 68         # 新しい対応を追加する
print(tensuu)

実行結果の例

{'田中': 90, '鈴木': 72, '高橋': 68}

すでにあるキーに対して 辞書[キー] = 値 と書くと，こんどは追加ではなく，その値の書きかえになります．キーがすでにあるかないかで，追加か変更かが自動的に決まる．

chapter-06_code_41.py

tensuu = {"田中": 90, "鈴木": 72}

tensuu["田中"] = 95         # すでにある「田中」の値を書きかえる
print(tensuu)

実行結果の例

{'田中': 95, '鈴木': 72}

「田中」というキーはすでにあるので，新しく増えるのではなく，値が 90 から 95 に入れかわった．リストの リスト[添字] = 値 が書きかえだったのと同じ感覚で，辞書ではキーを指定して書きかえられます．

辞書も for で1つずつ処理できます．for キー in 辞書: と書くと，キーが順番に取り出されます．取り出したキーで 辞書[キー] と書けば，対応する値も得られます．

chapter-06_code_43.py

tensuu = {"田中": 90, "鈴木": 72, "佐藤": 85}

# キーを1つずつ取り出し，名前と点数を表示する
for namae in tensuu:
    print(namae, "さんは", tensuu[namae], "点")

実行結果の例

田中 さんは 90 点
鈴木 さんは 72 点
佐藤 さんは 85 点

繰り返しのたびに namae へキー（名前）が入り，tensuu[namae] でその人の点数を引いています．名前と値がペアになったデータを，全員ぶん順番に処理できるのです．

辞書は，名簿と点数，商品名と値段，都市名と気温のように，「名前と値がペアになっているデータ」を扱うときに力を発揮します．ここでは「名前で値を引ける対応表がある」ということを知っておけば十分です．くわしい使い方は，必要になったときに学べばよいでしょう．

辞書のキーで値を取り出すとき，存在しないキーを指定すると KeyError （キーエラー）になります．たとえば上の辞書で tensuu["山田"] と書くと，「山田」というキーがないためエラーになります．また，リストの [\ ]（角カッコ）と辞書の {\ }（波カッコ）を取りちがえないよう注意します．

辞書は「キー（名前）」と「値」を対応づけて持つ対応表です．
波カッコ {\ } の中に キー: 値 を並べて作ります．
辞書[キー] で値を引く．辞書[キー] = 値 で追加・変更します．
for キー in 辞書: で，キーを1つずつ取り出して処理できます．

この章では，複数のデータをまとめて扱うリストと，名前で値を引く辞書を学んだ．リストと繰り返し・条件分岐を組み合わせれば，たくさんのデータを集計するプログラムが書けます．次の章では，こうしたデータをファイルから読み込んで 集計する方法を学ぶ．これで，実際のアンケートや記録のデータを扱えるようになっていく．

名前を手掛かりに点数を探す

知識

辞書は位置ではなくキーで値を取り出します。キーと値をコロンで結びます。

scores = {"佐藤": 72, "鈴木": 88}
print(scores["鈴木"])

そのまま演習名前を手掛かりに点数を探す

出力例

ヒントを見る

辞書の中で指定した名前に対応する値を探します。名前が何番目に書かれているかではなく、対応関係に注目してください。

演習の解説

キー「鈴木」に対応する値88を表示します。リストの添字と違い、この辞書では名前が値を探す手掛かりです。

虫食い名前を手掛かりに点数を探す

___の1か所だけを補い、上と同じ結果が出るコードにしてください。他の行は変えません。

scores = {"佐藤": 72, "___": 88}
print(scores["鈴木"])

ヒントを見る

辞書の角括弧に入れるのは、点数を探したい人の名前です。値そのものや位置番号ではありません。

虫食いの解説

scores = {"佐藤": 72, "鈴木": 88}
print(scores["鈴木"])

空欄には 鈴木 が入ります。キー「鈴木」に対応する値88を表示します。リストの添字と違い、この辞書では名前が値を探す手掛かりです。

図で理解する

練習して確かめる

章末演習（10問）

ここには解答を載せていません。

章末演習章末演習 1
リスト numbers の末尾に，append を使って値を1つずつ追加し，追加後のリストを表示します。

入力

入力なし（input() は使わない）。プログラムの最初で numbers = [2, 4] と書いてリストを用意します。

処理条件
- numbers.append(...) を2回使い，6，8 の順に末尾へ追加します。
- numbers = [2, 4, 6, 8] と書き直すこと，+ による連結，extend，insert は使いません。
- 繰り返し（for・while）は使いません。
出力
- 1行だけ表示します。リストは print(リスト名) で表示したときのPython標準の形式（[ ] で囲み，要素の区切りは半角カンマと半角空白1個）。
- 数字・記号はすべて半角。
- 見出しや説明文は表示しません。
実行例

入力なし

出力（プログラムが表示する内容）
```
[2, 4, 6, 8]
```
ヒントを見る
まず最初のリストを作り，次に「どの値をどの順で末尾に足すか」を考えます。表示は追加がすべて終わってから1回だけ行います。
章末演習章末演習 2
キーボードから入力した3つの整数をリスト numbers にまとめ，リスト全体と先頭の要素を表示します。

入力

整数を3つ，1行に1つずつ，計3行入力する（負の数や0も入力されうる）。input() には案内文を付けない（input() と書く）。

処理条件
- 3つの値を int() で整数に変換してから，入力した順にリスト numbers を作ります。
- 先頭の要素は添字（インデックス）を使って numbers から取り出します。入力を受け取った変数をそのまま表示してはいけません。
- 繰り返しは使いません。
出力
- 2行表示します。
- リスト全体（print(リスト名) で表示したときのPython標準の形式。[ ] で囲み，要素の区切りは半角カンマと半角空白1個）
- 先頭の要素（整数のみ）
- 数字・記号はすべて半角。
- キーボードから入力した値は出力に含めない（入力欄に表示されるだけで，プログラムの出力ではない）。見出し・説明文・空行など，指定以外の表示はしません。
実行例

入力（キーボードから入力する値）
```
10
20
30
```
出力（プログラムが表示する内容）
```
[10, 20, 30]
10
```
実行例2

入力（キーボードから入力する値）
```
-5
0
7
```
出力（プログラムが表示する内容）
```
[-5, 0, 7]
-5
```
ヒントを見る
リストの添字が何番から始まるかを確認してから，先頭を指す添字を決めましょう。整数に変換し忘れると，リストの表示に `'` が付きます。
章末演習章末演習 3
キーボードから入力した3つの文字列をリスト words にまとめ，負の添字を使って後ろから要素を取り出して表示します。

入力

英単語などの文字列を3つ，1行に1つずつ，計3行入力します。input() には案内文を付けない（input() と書く）。

処理条件
- 入力した順にリスト words を作ります。
- 最後の要素と最後から2番目の要素は，負の添字（マイナスの番号）を使って words から取り出します。words[2] のような正の添字や len による計算は使いません。
- 繰り返しは使いません。
出力
- 3行表示します。
- リスト全体（print(リスト名) で表示したときのPython標準の形式。[ ] で囲み，要素の区切りは半角カンマと半角空白1個，各文字列は ' で囲まれる）
- 最後の要素（' は付けない）
- 最後から2番目の要素（' は付けない）
- 大文字・小文字は入力のとおりに表示します。
- 記号はすべて半角。
- キーボードから入力した値は出力に含めない（入力欄に表示されるだけで，プログラムの出力ではない）。見出し・説明文・空行など，指定以外の表示はしません。
実行例

入力（キーボードから入力する値）
```
apple
banana
orange
```
出力（プログラムが表示する内容）
```
['apple', 'banana', 'orange']
orange
banana
```
ヒントを見る
後ろから数えるとき，最後の要素がどの負の番号に当たるかを先に確かめます。そこから1つ前へ進むと番号がどう変わるかを考えましょう。
章末演習章末演習 4
キーボードから入力した4つの文字列をリスト items にまとめ，len で要素の個数を求めて表示します。

入力

文房具の名前などの文字列を4つ，1行に1つずつ，計4行入力します。input() には案内文を付けない（input() と書く）。

処理条件
- 入力した順にリスト items を作ります。
- 要素の個数は len(items) で求めます。4 と直接書いたり，自分で数えたりしません。
- 繰り返しは使いません。
出力
- 2行表示します。
- リスト全体（print(リスト名) で表示したときのPython標準の形式。[ ] で囲み，要素の区切りは半角カンマと半角空白1個，各文字列は ' で囲まれる）
- 要素数: に続けて半角空白1個，個数（「要素数」は全角，: は半角コロン，個数は半角数字）
- キーボードから入力した値は出力に含めない（入力欄に表示されるだけで，プログラムの出力ではない）。見出し・説明文・空行など，指定以外の表示はしません。
実行例

入力（キーボードから入力する値）
```
pen
book
eraser
ruler
```
出力（プログラムが表示する内容）
```
['pen', 'book', 'eraser', 'ruler']
要素数: 4
```
ヒントを見る
まずリストを完成させ，次にリストの長さを調べる関数を使います。2行目は文字列と数値を並べて表示するので，区切りの空白が1個になる書き方を選びましょう。
章末演習章末演習 5
キーボードから入力した整数でリスト numbers の2番目の要素を書き換え，変更前と変更後のリストを表示します。

入力

整数を4つ，1行に1つずつ，計4行入力します。最初の3つがリストの要素，4つ目が2番目の要素に入れる新しい値（負の数も入力されうる）。input() には案内文を付けない（input() と書く）。

処理条件
- 最初の3つの整数で，入力順にリスト numbers を作ります。
- 4つ目の整数は，添字を指定した代入（numbers[添字] = 値）で2番目の要素に入れます。リストを [a, x, c] のように作り直したり，insert・pop・remove を使ったりしません。
- 要素の個数は3個のまま変わりません。
出力
- 2行表示します。
- 変更前のリスト
- 変更後のリスト
- リストは print(リスト名) で表示したときのPython標準の形式（[ ] で囲み，要素の区切りは半角カンマと半角空白1個）。
- 数字・記号はすべて半角。
- キーボードから入力した値は出力に含めない（入力欄に表示されるだけで，プログラムの出力ではない）。見出し・説明文・空行など，指定以外の表示はしません。
実行例

入力（キーボードから入力する値）
```
1
2
3
9
```
出力（プログラムが表示する内容）
```
[1, 2, 3]
[1, 9, 3]
```
ヒントを見る
「2番目」が添字ではいくつに当たるかを先に決めます。変更前のリストは，書き換えより前に表示しておく必要があります。
章末演習章末演習 6
空のリスト numbers から始め，キーボードから入力した整数を1つずつ append で追加し，追加するたびにリストを表示して，リストが伸びていく様子を確かめる。

入力

整数を3つ，1行に1つずつ，計3行入力します。input() には案内文を付けない（input() と書く）。

処理条件
- プログラムの最初で numbers = [] と書き，空のリストを用意します。
- 「1つ入力する → numbers.append(...) で末尾に追加する → リストを表示する」を3回行います。
- [a, b, c] のようにリストをまとめて作ること，+ による連結，extend・insert は使いません。
- 繰り返し（for・while）は使わず，3回分を順に書きます。
出力
- 3行表示します。各行は，その時点のリスト全体。
- リストは print(リスト名) で表示したときのPython標準の形式（[ ] で囲み，要素の区切りは半角カンマと半角空白1個）。
- 数字・記号はすべて半角。
- キーボードから入力した値は出力に含めない（入力欄に表示されるだけで，プログラムの出力ではない）。見出し・説明文・空行など，指定以外の表示はしません。
実行例

入力（キーボードから入力する値）
```
1
2
3
```
出力（プログラムが表示する内容）
```
[1]
[1, 2]
[1, 2, 3]
```
ヒントを見る
「入力・追加・表示」の3つを1組とし，その組を3回並べる形を考えます。表示の位置を追加の直後にすると，途中のリストの様子が見えます。
章末演習章末演習 7
キーボードから入力した3人の名前をリスト names にまとめ，for 文でリストの要素を先頭から順に取り出して，1人ずつあいさつ文を表示します。

入力

名前（文字列）を3つ，1行に1つずつ，計3行入力します。input() には案内文を付けない（input() と書く）。

処理条件
- 入力した順にリスト names を作ります。
- for 変数 in names: の形で要素を1つずつ取り出します。繰り返しの中の print は1つだけにします。
- names[0] のように添字で個別に取り出すこと，range で添字を回すことはしません。
出力
- 3行表示します。各行は こんにちは、 に続けて名前，最後に さん。
- 「こんにちは、」の読点 、 は全角。名前の前後に空白は入れません。
- 名前の大文字・小文字は入力のとおり。リスト全体は表示しません。
- キーボードから入力した値は出力に含めない（入力欄に表示されるだけで，プログラムの出力ではない）。見出し・説明文・空行など，指定以外の表示はしません。
実行例

入力（キーボードから入力する値）
```
Alice
Bob
Carol
```
出力（プログラムが表示する内容）
```
こんにちは、Aliceさん
こんにちは、Bobさん
こんにちは、Carolさん
```
ヒントを見る
繰り返しのたびに変数へどの値が入るかを，1回目・2回目・3回目と順に書き出してみましょう。空白を入れずにつなぐには，`print` の区切り方に注意します。
章末演習章末演習 8
キーボードから入力した整数 n について，空のリストに 1 から n までの整数を for 文と append で順に追加し，できたリストを表示します。

入力

0以上20以下の整数 n を1つ，1行で入力します。input() には案内文を付けない（input() と書く）。

処理条件
- プログラムの中で numbers = [] と書き，空のリストを用意します。
- for 文と range で 1 から n までの整数を順に作り，numbers.append(...) で1つずつ追加します。
- list(range(...))，内包表記（[i for i in ...]），extend は使いません。
- n が 0 のときは何も追加しない（空のリストのまま）。
出力
- 1行だけ表示します。リストは print(リスト名) で表示したときのPython標準の形式（[ ] で囲み，要素の区切りは半角カンマと半角空白1個）。
- n が 0 のときは [] と表示します。
- 数字・記号はすべて半角。
- キーボードから入力した値は出力に含めない（入力欄に表示されるだけで，プログラムの出力ではない）。見出し・説明文・空行など，指定以外の表示はしません。
実行例

入力（キーボードから入力する値）
```
5
```
出力（プログラムが表示する内容）
```
[1, 2, 3, 4, 5]
```
実行例2（境界値）

入力（キーボードから入力する値）
```
0
```
出力（プログラムが表示する内容）
```
[]
```
ヒントを見る
`range` の終わりの値が含まれるかどうかを確かめ，n まで入れるには何を渡せばよいかを考えます。表示は繰り返しの外に置きましょう。
章末演習章末演習 9
7人分のテストの点数のリストについて，for 文で1つずつ足し込んで合計を求め，平均とあわせて表示します。

入力

入力なし（input() は使わない）。プログラムの最初で tensuu = [72, 85, 68, 90, 100, 83, 77] と書いてリストを用意します。

処理条件
- 合計をためる変数を goukei = 0 で用意し，for 変数 in tensuu: で取り出した点数を1つずつ足し込む。
- sum()，statistics などのモジュール，numpy などの外部ライブラリは使いません。
- 平均は合計を len(tensuu) で割って求めます。四捨五入や round はせず，/ の計算結果をそのまま表示します。
出力
- 2行表示します。
- 合計は，半角空白1個，合計，半角空白1個，点
- 平均は，半角空白1個，平均，半角空白1個，点
- 「合計は」「平均は」「点」は全角，数値は半角。
- 見出しや説明文は表示しません。
実行例

入力なし

出力（プログラムが表示する内容）
```
合計は 575 点
平均は 82.14285714285714 点
```
ヒントを見る
繰り返しの前に置くもの・中に置くもの・後に置くものを分けて考えます。`for` で取り出される変数に入るのは添字か要素かを確かめましょう。表示は合計が完成してから行います。
章末演習章末演習 10
1週間の最高気温のリストから，20度以上だった日の数を数え，その日の気温だけを集めた新しいリストも作って表示します。

入力

入力なし（input() は使わない）。プログラムの最初で kion = [18, 22, 25, 19, 30, 21, 17] と書いてリストを用意します。

処理条件
- 個数を数える変数を kaisuu = 0，集めるリストを takai = [] で用意します。
- for 変数 in kion: と if を使います。気温が20以上（20ちょうどを含む）のときだけ，kaisuu を1増やし，その気温を takai.append(...) で追加します。
- 内包表記，filter，sum は使いません。個数は len(takai) ではなく kaisuu で数える。
出力
- 2行表示します。
- 20度以上の日は，半角空白1個，個数，半角空白1個，日（「度以上の日は」「日」は全角，数字は半角）
- 集めたリスト（print(リスト名) で表示したときのPython標準の形式。[ ] で囲み，要素の区切りは半角カンマと半角空白1個，元のリストと同じ順）
- 見出しや説明文は表示しません。
実行例

入力なし

出力（プログラムが表示する内容）
```
20度以上の日は 4 日
[22, 25, 30, 21]
```
ヒントを見る
条件に合ったときだけ行う処理が2つあることに注目し，それらを `if` の中にそろえます。「以上」が比較演算子のどれに当たるか，表示を繰り返しの内と外のどちらに置くかも確かめましょう。

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リストと基本的なデータ構造

リストとは何か

順番のある値をまとめる

知識

要素と添字：0から始まる番号

要素の個数を知る：len()

先頭と最後の要素を取り出す

知識

要素の書きかえと追加

要素を書きかえる

要素を追加する：append()

書き換えと末尾への追加を比べる

知識

forでリストを1つずつ処理する

要素を1つずつ取り出す

合計と平均を求める

最高点を自分で探す

合計・最大・最小は関数でも書ける

各要素の値を表示する

知識

アンケートの集計：丸の数を数える

該当する回答だけを数える

知識

スライス：一部だけ取り出す

指定した区間だけ切り出す

知識

sorted()で並べかえる

元の順序を保って並べ替える

知識

辞書：名前と値の対応表

名前を手掛かりに点数を探す

知識

図で理解する

練習して確かめる

章末演習（10問）

入力

処理条件

出力

実行例

入力

処理条件

出力

実行例

入力

処理条件

出力

実行例

入力

処理条件

出力

実行例

入力

処理条件

出力

実行例

入力

処理条件

出力

実行例

入力

処理条件

出力

実行例

入力

処理条件

出力

実行例

入力

処理条件

出力

実行例

入力

処理条件

出力

実行例