Python配列：作成、操作、高度な操作 – エキスパートガイド

Python配列とは

Python配列は、同種の要素を連続したメモリに格納するコレクションで、リストより効率的なストレージと高速な数値演算を提供します。組み込みarrayモジュールが配列の作成と操作を担当します。

Python配列を使うべきとき

同じ型の大量の値を格納し、数値計算を行う必要がある場合にPython配列は理想的です。リストよりメモリ消費が少なく、特に大規模データセットでは高速なアクセスが可能です。

配列作成の構文

arrayモジュールをインポートし、array.array(typecode, initializer)を呼び出します:

import array
my_array = array.array('i', [1, 2, 3])

配列タイプコード

タイプコード	Python型	C型	最小サイズ(バイト)
'u'	Unicode文字	Py_UNICODE	2
'b'	Int	Signed char	1
'B'	Int	Unsigned char	1
'h'	Int	Signed short	2
'l'	Int	Signed long	4
'L'	Int	Unsigned long	4
'q'	Int	Signed long long	8
'Q'	Int	Unsigned long long	8
'H'	Int	Unsigned short	2
'f'	Float	Float	4
'd'	Float	Double	8
'i'	Int	Signed int	2
'I'	Int	Unsigned int	2

要素へのアクセス

要素はゼロベースインデックスでアクセス:

import array
balance = array.array('i', [300, 200, 100])
print(balance[1]) # 200

負のインデックスやスライスも使用可能:

import array
arr = array.array('q', [3, 9, 6, 5, 20, 13, 19, 22, 30, 25])
print(arr[1:4]) # array('q', [9, 6, 5])
print(arr[7:10]) # array('q', [22, 30, 25])

要素の挿入

insert(index, value)で特定位置に値を挿入:

import array
balance = array.array('i', [300, 200, 100])
balance.insert(2, 150)
print(balance) # array('i', [300, 200, 150, 100])

要素の変更

配列はミュータブルなので直接代入で変更:

import array
arr = array.array('b', [3, 6, 4, 8, 10])
arr[0] = 99
print(arr) # array('b', [99, 6, 4, 8, 10])

連結もサポート:

import array
first = array.array('b', [4, 6, 8])
second = array.array('b', [9, 12, 15])
combined = first + second
print(combined) # array('b', [4, 6, 8, 9, 12, 15])

要素の削除

Popはインデックス指定でアイテム削除:

import array
arr = array.array('b', [20, 25, 30])
arr.pop(2)
print(arr) # array('b', [20, 25])

Delは位置指定で要素削除:

import array
arr = array.array('b', [10, 4, 5, 5, 7])
del arr[4]
print(arr) # array('b', [10, 4, 5, 5])

Removeは最初に見つかった値を削除:

import array
arr = array.array('b', [2, 3, 4])
arr.remove(3)
print(arr) # array('b', [2, 4])

検索とインデックス

index(value)で値のインデックスを検索:

import array
arr = array.array('b', [2, 3, 4, 5, 6])
print(arr.index(3)) # 1

配列の反転

インプレースで反転:

import array
arr = array.array('b', [1, 2, 3])
arr.reverse()
print(arr) # array('b', [3, 2, 1])

Unicodeへの変換

タイプ'u'の配列のみtounicode()をサポート:

from array import array
p = array('u', [u'\u0050', u'\u0059', u'\u0054', u'\u0048', u'\u004F', u'\u004E'])
print(p) # array('u', 'PYTHON')
print(p.tounicode()) # PYTHON

要素のカウント

count(x)で出現回数をカウント:

import array
arr = array.array('b', [2, 3, 5, 4, 3, 3, 3])
print(arr.count(3)) # 4

配列の走査

forループでイテレーション:

import array
arr = array.array('i', [300, 200, 100])
for x in arr:
    print(x)

まとめ

• Python配列はタイプコードで定義される単一型の要素を保持
• arrayモジュールで作成、リストよりメモリ効率が良い
• インデックス、スライス、組み込みメソッド(insert, remove, pop, reverse)でデータ操作
• 連結、カウント、検索をサポート
• 'u'配列のみUnicode文字列に変換可能