内包表記 — 1行のループ

解決する問題

この6章で、あるコードの形が何度も現れました：

marks = [72, 45, 90, 33]

doubled = []
for mark in marks:
    doubled.append(mark * 2)
print(doubled)

doubled = [mark * 2 for mark in marks]
print(doubled)

[144, 90, 180, 66]
[144, 90, 180, 66]

上の4行と下の1行は、まったく同じことをしています。

その4行のうち3行は本質的な仕事ではなく、雑務です — 空のリストを作り、元のデータをたどり、毎回追加する。本当の判断はmark * 2だけ。それ以外は毎回同じです。

内包表記は、この繰り返しを取り除きます。新しい機能ではありません — 今まで書けていたものを、より少ない言葉で書けるようにしただけです。その限界もそこから来ており、それがこの章の最後のテーマです：短くして分かりやすくなるものだけを短くし、何でもかんでも短くしてはいけません。

この章を終える頃には

• リスト内包表記を書き、読める
• ifでフィルタリングし、if/elseで選択できる
• 辞書内包表記とセット内包表記を書ける
• 内包表記が不適切なときを判断できる
• 読めない内包表記をループに戻せる

前提条件: 入れ子のデータ — 辞書のリスト.

形

[ result   for  item   in  source ]

ここでresultは作りたいもの、itemは1周ごとの1つ、sourceはものが来るリスト（および他のコレクション）です。

声に出して読めば、ふつうの文章です："`marks`の中のそれぞれの`mark`について、`mark 2`"*。

覚え方のひとつ：forの部分を先に読み、次に先頭を読む。 どこから来るか分かれば、何が作られるかは見やすくなります。

フィルタリング

末尾のifは、条件に合うものだけを残します：

marks = [72, 45, 90, 33]

passed = [mark for mark in marks if mark >= 40]
print(passed)

[72, 45, 90]

ここでは先頭がただのmarkです — 計算なし、そのまま採用。フィルタリングと変換は一緒にできます：

names = ["  rafi ", "AHMED", " dia"]

clean = [name.strip().lower() for name in names if name.strip()]
print(clean)

['rafi', 'ahmed', 'dia']

条件はname.strip()だけで、比較はありません。第8章の真理値のルールを思い出してください：空の文字列は偽。 スペースだけの入力は除かれます。

末尾のif 対 先頭のif

別物です。位置が違います：

marks = [72, 33, 90]

labels = ["pass" if m >= 40 else "fail" for m in marks]
print(labels)

['pass', 'fail', 'pass']

末尾のifはフィルタリング — 合うものだけが結果に届くので、結果は短くなりえます。

先頭のif ... elseは選択 — すべての要素が何かを生むので、長さは変わりません。第15章の1行の条件式が、内包表記の中に入ったものです。

長さが変わるか？ それが、この2つを区別するいちばん簡単な質問です。

辞書とセットも同じ

同じ形、括弧が違うだけ：

marks = {"rafi": 72, "ahmed": 45, "bilal": 90}

passed = {name: mark for name, mark in marks.items() if mark >= 50}
print(passed)

doubled = {name: mark * 2 for name, mark in marks.items()}
print(doubled)

{'rafi': 72, 'bilal': 90}
{'rafi': 144, 'ahmed': 90, 'bilal': 180}

波括弧とコロンで辞書内包表記になります。marks.items()が毎周タプルを返し、name, markがそれをアンパックします — ループとまったく同じです。

コロンなしの波括弧ならセットになります：

orders = [
    {"item": "pen"},
    {"item": "bag"},
    {"item": "pen"},
]

items = {order["item"] for order in orders}
print(sorted(items))

['bag', 'pen']

第16章の「何種類か」が1行で。penは2回来ても1回だけ残ります。

数を文字列に — すでに見たもの

この行は第13章で、「説明はあとで」と約束されて登場しました：

marks = [72, 45, 90]
print(", ".join(str(m) for m in marks))
print([str(m) for m in marks])

72, 45, 90
['72', '45', '90']

今なら完全に読めます。str(m) for m in marksは、角括弧のない内包表記 — これはジェネレータ式と呼ばれ、リストを一度に作る代わりに、joinに1つずつ渡します。関数の唯一の引数なら括弧を省略でき、大きなデータではメモリを節約します。

書かないほうがいいとき

書けるからといって、書くべきではありません。これを見てください：

rows = [["1", "2"], ["3", "x"]]

numbers = [int(c) for row in rows for c in row if c.isdigit()]
print(numbers)

[1, 2, 3]

この行は正しいです。でもforが2つありifもあり、順序を覚えなければなりません：forは外側から内側へ読みます、入れ子のループを書く順序と同じです。半年後、この行を読み解くのは苦労します。

ループなら：

rows = [["1", "2"], ["3", "x"]]

numbers = []
for row in rows:
    for c in row:
        if c.isdigit():
            numbers.append(int(c))

print(numbers)

[1, 2, 3]

行数は増えますが、考えることは減ります。コードの目的は短くなることではなく、分かりやすくなること — たいてい短くすれば分かりやすくなりますが、いつもではありません。

実用的なルール：forが1つとifがせいぜい1つ — 内包表記。それ以上 — ループ。 そして決して内包表記の中にprintやappendを入れないこと；内包表記は値を作るためのもので、仕事をするためのものではありません。

完全な例

views.py：

# One list of records in, three different views out
orders = [
    {"customer": "rafi", "item": "pen", "quantity": 3, "price": 15.0},
    {"customer": "ahmed", "item": "bag", "quantity": 1, "price": 850.0},
    {"customer": "rafi", "item": "ink", "quantity": 2, "price": 120.0},
    {"customer": "dia", "item": "pen", "quantity": 5, "price": 15.0},
]

totals = [order["quantity"] * order["price"] for order in orders]
print("Totals    :", totals)

big = [order["item"] for order in orders if order["quantity"] * order["price"] > 100]
print("Over 100  :", big)

items = {order["item"] for order in orders}
print("Distinct  :", sorted(items))

by_item = {order["item"]: order["price"] for order in orders}
print("Price list:", by_item)

print("Grand     :", sum(totals))

Totals    : [45.0, 850.0, 240.0, 75.0]
Over 100  : ['bag', 'ink']
Distinct  : ['bag', 'ink', 'pen']
Price list: {'pen': 15.0, 'bag': 850.0, 'ink': 120.0}
Grand     : 1210.0

第17章と同じデータですが、あそこでループだったものがここではほぼ1行です。

3つ、気づく価値があります。

totalsとsum(totals)は別々の行。 合計をsum(order["quantity"] * order["price"] for order in orders)と1行にすることもできましたが、そうすると各行の値が手元に残りません。中間の名前を持つことは、1行のトリックより価値があることがよくあります。

bigの中で同じ計算が2回出ている — 条件の中と、結果に使うはずのところ。ここでは結果が名前だけを取るので損はありません；でも両方が必要なときは、一度計算して名前を付けられるループに戻るいい理由になります。

by_itemがレコードを1つ失っている。 注文は4つ、結果は3組 — penが2回来て、第15章のルールで後勝ちで静かに置き換わりました。ここでは両方のpenが同じ価格なので害はありません；価格が違えば静かに間違います。内包表記がその問題を作るわけではありませんが、短いせいで気づく余地が減ります。

うまくいかないとき

末尾にifとelseを置いてSyntaxError [m for m in marks if m >= 40 else 0]は無効です。フィルタリング用のifは末尾に置きelseを持ちません；選択用のif ... elseは先頭に置きます：[m if m >= 40 else 0 for m in marks]。

結果がNoneだらけ 内包表記の中の何かが何も返していません — たとえば[items.append(x) for x in other]。appendはNoneを返すので（第12章）、結果はNoneのリストになります。内包表記は値を作るもの；仕事をするなら、ふつうのループを書きます。

NameError — 内包表記の変数が外で使えない [m * 2 for m in marks]のあとでmは使えません。第11章ではforループの変数はループのあとも生きていました；内包表記の変数は生きません — 中だけで生きます。

辞書内包表記の組み合わせが期待より少ない 同じキーが複数回作られ、後のものが前のものを置き換えました。len()で比較しましょう。

読めない それだけで理由になります。ループに分解しましょう — 速度の差は初心者にはほぼ関係ありませんし、次に読む人（たぶんあなた自身）が感謝します。

やってみよう

clean.pyというファイルを書き、汚い名前のリストを保存しましょう — 余分なスペースがあるもの、大文字混じりのもの、そしてまったく空のものを少なくとも1つ。

内包表記を使って、次のものを作ります：

1. きれいな名前のリスト — トリミング、小文字化、空白を除外
2. 各名前の長さのリスト
3. 5文字より長い名前のリスト
4. {name: length}という辞書
5. 最初の文字のセット

それから2つの実験：

• 1をふつうのforループで書き直し、2つの結果が==で等しいか確認する
• forが2つとifがある内包表記を書き、それをループに分解する。どちらが読みやすいか？

最後の質問に「正解」はありません。それがポイントです。問うことを覚えるのが、この章の本当の学びです。