1.3 リスト、タプル、辞書とは？

リスト、タプル、辞書はPythonで非常に頻繁に使用されるデータ構造です。それぞれに特徴があり、適切な場面で使い分けることが重要です。次のセクションでは、これらのデータ構造の基本と、その操作方法について詳しく説明します。

1.3.1 リスト

リストは、順序付きの可変長のコレクションです。リストの要素は、整数、浮動小数点数、文字列など、さまざまなデータ型を混在させることができます。また、リストの中にリストを含めることも可能です。

リストの作成:

例（リストの宣言）:

fruits = ["apple", "banana", "cherry"]

リストの要素へのアクセス:

例（リストの要素取得）:

print(fruits[0]) # "apple"

リストの操作:

追加: append()

例（要素の追加）:

fruits.append("orange")

削除: remove()

例（要素の削除）:

fruits.remove("banana")

要素の確認: in

例（要素の確認）:

print("apple" in fruits) # True

1.3.2 タプル

タプルは、順序付きの不変のコレクションです。一度作成すると、タプルの要素を変更することはできません。タプルは、変更を許容しないデータを扱う際に便利です。

タプルの作成:

例（タプルの宣言）:

colors = ("red", "green", "blue")

タプルの要素へのアクセス: 例（タプルの要素取得）:

print(colors) # "green"

タプルの操作:

結合: + 例（タプルの結合）:

new_colors = colors + ("yellow",)

1.3.3 辞書

辞書は、キーと値のペアを格納するコレクションです。キーは一意であり、値は変更可能です。辞書は、キーを使って効率的にデータにアクセスするために使用されます。

辞書の作成:

例（辞書の宣言）:

person = {"name": "Alice", "age": 25, "city": "New York"}

辞書の要素へのアクセス:

例（辞書の要素取得）:

print(person["name"]) # "Alice"

辞書の操作:

追加と更新:

例（要素の追加・更新）:

person["email"] = "alice@example.com"

削除: del

例（要素の削除）:

del person["age"]

キーの確認: in

例（キーの確認）:

print("city" in person) # True

1.3.4 リストとタプルの違い

リストとタプルは似ていますが、いくつかの重要な違いがあります。

可変性:

リスト: 可変（要素の追加、削除、変更が可能）

タプル: 不変（要素の追加、削除、変更は不可）

用途:

・リスト: 頻繁に変更が必要なデータに適しています。

・タプル: 変更の必要がないデータ、またはキーとして使用するデータに適しています。

例（リストとタプルの違い）:

# リストの例 
fruits = ["apple", "banana", "cherry"] 
fruits[0] = "orange" # 変更可能 
# タプルの例 
colors = ("red", "green", "blue") 
# colors[0] = "yellow" # エラー: タプルは変更不可

1.3.5 リスト内包表記

リスト内包表記は、簡潔にリストを生成するための方法です。通常のforループを使ったリスト生成に比べて、コードがシンプルになります。

基本構文:

new_list = [expression for item in iterable]

例（リスト内包表記の使用）:

squares = [x**2 for x in range(10)]

1.3.6 タプル内包表記

タプル内包表記は、タプルを生成するための構文です。リスト内包表記に似ていますが、結果はタプルになります。

基本構文:

new_tuple = tuple(expression for item in iterable)

例（タプル内包表記の使用）:

quares_tuple = tuple(x**2 for x in range(10))

1.3.7 辞書内包表記

辞書内包表記は、辞書を生成するための簡潔な方法です。

基本構文:

new_dict = {key: value for item in iterable}

例（辞書内包表記の使用）:

square_dict = {x: x**2 for x in range(10)}

1.3.8 データ型の選択基準

データ型を選択する際には、以下の点を考慮することが重要です。

データの変更の有無:

頻繁に変更するデータにはリストを使用。

変更しないデータにはタプルを使用。

データへのアクセス方法:

順序を重視する場合はリストまたはタプルを使用。

キーを使用して効率的にアクセスする場合は辞書を使用。

メモリ使用量:

大量のデータを扱う場合、タプルの方がリストよりもメモリ効率が良い。

1.3.9 例題: データ構造の選択

以下のシナリオで適切なデータ構造を選択してみましょう。

名前の一覧を管理する:

推奨データ型: リスト

理由: 頻繁に追加や削除が発生する可能性があるため。

例（リストの使用）:

names = ["Alice", "Bob", "Charlie"] names.append("David")

RGBカラーのセットを管理する:

推奨データ型: タプル

理由: 色のセットは変更されないため、不変のタプルが適している。

例（タプルの使用）:

rgb_colors = (255, 0, 0)

ユーザー情報をキーと値で管理する:

推奨データ型: 辞書

理由: ユーザー情報にアクセスする際、キーを使用して効率的にデータを取得できる。

例（辞書の使用）:

user_info = {"name": "Alice", "age": 25, "email": "alice@example.com"}

1.3.10 次のステップ

このセクションでは、リスト、タプル、辞書などの基本的なデータ構造について学びました。次のステップとして、条件分岐を用いたデータの操作方法を学びます。詳細は「1.4 条件分岐」をご覧ください。

これで1.3のセクションが完了しました。次に進む場合は、以下のリンクから続きのセクションをご覧ください。

1.4 条件分岐