【簡単】Pythonのmap関数を使いこなす|コード付き解説

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(最終更新日:2023年7月)

✔このような方へ向けて書かれた記事となります

「Pythonのmap関数って何ができるのだろうか?」
「map関数の使い方が知りたい」
「map関数を使ったPythonコードの例が見たい」

✔当記事を通じてお伝えすること

  • Pythonのmap関数の基本
  • map関数の使い方やその応用
  • map関数を活用したPythonコードの実例

当記事では、Pythonのmap関数の基本から応用的な使い方まで、具体的なコード例を交えて丁寧に解説しています。

是非最後までお読みいただくことで、map関数の壁を乗り越えましょう。

筆者プロフィール

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【現職】プロジェクトマネージャー/SE(元外資系金融機関営業)

【副業】ブログ(月間15万PV)/YouTube/Web・アプリ制作

コミュニケーション × ビジネススキル × 文章力 × プログラミングスキルを活かし、30後半からのIT系職へシフト。当サイトでは、実際に手を動かせるWebアプリの開発を通じて、プログラミングはもちろん、IT職に必要な情報を提供していきます。

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Pythonのmap関数とは?

こちらでは、Pythonの「map関数」についてお伝えしていきます。

map関数の基本概念と、リスト内包表記との違いを理解しましょう。

  • map関数の定義と目的
  • map関数とリスト内包表記の違い

map関数の定義と目的

map関数は、Pythonで頻繁に使用されるビルトイン関数のひとつです。

この関数は、引数として関数とイテラブル(例:リストやタプル)を取り、イテラブルの各要素に対して関数を適用するものです。

map関数はデータ変換やデータ処理のタスクを効率的に行うのに役立ちます。

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
squared = map(lambda x: x**2, numbers)
print(list(squared))  # [1, 4, 9, 16, 25]

map関数とリスト内包表記の違い

map関数とリスト内包表記は、両方ともイテラブルの要素に関数を適用するために使用されます。

大きな違いはこちらです。

  • map関数は、結果をmapオブジェクトとして返す
  • リスト内包表記は直接リストを返す
#map オブジェクトの例
<map object at 0x7f7125d730d0>

また、リスト内包表記は一般的にmap関数よりも読みやすく、Pythonicとされていますが、map関数は特定の場面でパフォーマンスの利点を持っています。

# リスト内包表記
squared = [x**2 for x in numbers]

map関数の基本的な使い方

こちらでは、map関数の「基本的な使い方」を学びます。

map関数の引数について知り、初心者向けの例題で使い方を解説します。

  • map関数の引数
  • 初心者向け例題を用いた解説

map関数の引数

map関数は、主に2つの引数を取ります。

ひとつ目の引数は関数であり、2つ目の引数はイテラブルなオブジェクトです。

イテラブルの各要素に対して関数が適用され、結果がmapオブジェクトとして返されます。

#簡単な例: 各要素を2倍にする
result = map(lambda x: x*2, [1, 2, 3, 4])
print(list(result)) # [2, 4, 6, 8]

lambdaについてはこちらをご覧ください。

【初心者向け】Pythonのlambda関数を実例付きで完全マスター
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初心者向け例題を用いた解説

map関数の基本的な使い方を、初心者向けの例題を通じて理解しましょう。

以下の例では、整数のリストがあり、各要素を3で割った余りを求めたいとします。

numbers = [10, 15, 20, 25, 30]
remainders = map(lambda x: x % 3, numbers)
print(list(remainders))  # [1, 0, 2, 1, 0]

この例では、lambda 関数を使用して、各要素を3で割った余りを計算しています。

map関数でリストを変換する

こちらでは、map関数でリストを「変換」する方法を学びます。

型変換や絶対値の取得など、さまざまな変換処理について解説します。

  • 型変換
  • 絶対値の取得

型変換

map関数を使用して、リスト内のデータの型を一括変換が可能です。

例えば、整数のリストを文字列のリストに変換できます。

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
strings = map(str, numbers)
print(list(strings))  # ['1', '2', '3', '4', '5']

絶対値の取得

map関数を使用して、リスト内の各要素の絶対値を取得できます。

数値データの前処理で特に役立つでしょう。

numbers = [-2, -1, 0, 1, 2]
absolute_values = map(abs, numbers)
print(list(absolute_values))  # [2, 1, 0, 1, 2]

map関数とlambda式の組み合わせ

こちらでは、map関数と「lambda式」の組み合わせについて学びます。

lambda式の基本と、map関数を組み合わせると強力です。

  • lambda式とは
  • 使用事例とその解説

lambda式の簡単な説明

lambda式は、無名関数とも呼ばれ、一時的な小さな関数を定義するために使用されるもの。

lambda式は、短くてシンプルな構文を持っており、map関数内で頻繁に用いられます。

# lambda式の基本形
square = lambda x: x ** 2
print(square(4))  # 16

lambda式を使用して平方を計算する簡単な関数を作成しています。

使用事例とその解説

lambda式をmap関数と組み合わせることで、コードを簡潔にします。

リスト内の要素に対して複雑な処理をおこなえるでしょう。

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
squared = map(lambda x: x ** 2, numbers)
print(list(squared))  # [1, 4, 9, 16, 25]

この例では、map関数とlambda式を組み合わせて、リストnumbers内の各要素を二乗しています。

defで定義した関数をmap関数に適用

こちらでは、defで定義した関数をmap関数に適用する方法をお伝えしていきます。

  • 独自関数の定義方法
  • map関数に適用する独自関数の使用例

独自関数の定義方法

Pythonではdefキーワードを使用して、独自の関数を定義できます。

以下は簡単な関数の例です。

# 関数の定義
def add_five(x):
    return x + 5

引数に5を加える簡単な関数add_fiveを定義しています。

map関数に適用する独自関数の使用例

map関数を使用して、上記で定義した関数をリストの要素に適用できます。

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
# map関数と独自関数を使用
result = map(add_five, numbers)
print(list(result))  # [6, 7, 8, 9, 10]

この例では、リストnumbers内の各要素に対して、5を加える処理をおこなっています。

複数のイテラブルを扱うときのmap関数の使い方

こちらでは、map関数を使用して複数のイテラブルを扱う方法についてお伝えします。

  • map関数で複数のリストやタプルを同時に処理する方法
  • 複数のイテラブルを扱う場面での実践的な例題と解説

map関数で複数のリストやタプルを同時に処理する方法

map関数は、複数のイテラブルを引数として受け取れます

複数のリストやタプルを同時に処理することが可能です。

a = [1, 2, 3]
b = [4, 5, 6]
result = map(lambda x, y: x + y, a, b)
print(list(result))  # [5, 7, 9]

この例では、2つのリストabを同時に処理し、各要素を加算しています。

複数のイテラブルを扱う場面での実践的な例題と解説

2つのリストにある数値を掛け合わせて新しいリストを作成する場面を考えてみましょう。

prices = [100, 200, 300]
quantities = [2, 3, 1]
total_costs = map(lambda price, quantity: price * quantity, prices, quantities)
print(list(total_costs))  # [200, 600, 300]

この例では、商品の価格が格納されたリスト pricesと、それぞれの商品の購入数が格納されたリスト quantitiesを用いて、それぞれの商品の合計コストを計算しています。

代替方法:リスト内包表記、ジェネレータ式、NumPy

こちらでは、map関数以外にも、リスト内包表記やジェネレータ式、NumPyなどの代替方法についてお伝えします。

  • リスト内包表記での代用
  • ジェネレータ式での代用
  • NumPyでの代用(数値計算の場合)

リスト内包表記での代用

リスト内包表記は、リストを生成する簡潔な方法です。

map関数と同様の処理をリスト内包表記でおこなえます。

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
result = [x + 5 for x in numbers]
print(result)  # [6, 7, 8, 9, 10]

詳しくはこちらの記事に記載してます。

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ジェネレータ式での代用

ジェネレータ式は、リスト内包表記と似ていますが、ジェネレータオブジェクトを返します。

これはメモリ効率が良く、大量のデータを扱う際に便利です。

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
result = (x + 5 for x in numbers)
for value in result:
    print(value)  # 6, 7, 8, 9, 10
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NumPyでの代用(数値計算の場合)

NumPyは、数値計算を効率的に行うためのPythonライブラリです。

ベクトルや行列の演算が得意で、map関数よりも高速に動作します。

import numpy as np

numbers = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
result = numbers + 5
print(result)  # [6, 7, 8, 9, 10]

まとめ

map関数は、Pythonプログラムでイテラブルに関数を適用する非常に有用なツールです。

コードを簡潔に書くことができ、特にリストやタプルなどのイテラブルを処理する際に、繰り返し文を書く手間を省けます。

加えて以下のようなことを覚えておくと良いでしょう。

  • map関数とlambda式を組み合わせることで、さらにコンパクトなコードを書ける
  • リスト内包表記はコードが読みやすくなる場合がある
  • ジェネレータ式は大量のデータを扱う際にメモリを節約できる
  • 数値計算を中心に行う場合、NumPyを使用すると高速な計算が可能

これらの選択肢を理解し、目的に応じて最適な方法を選ぶ能力は、Pythonプログラミングのスキルを向上させる上で非常に重要です。

今後は、実際のプロジェクトや練習問題を通じて、map関数を積極的に使用し、その他の代替手法との違いを体感しながら、効果的なコードの書き方を磨いていきましょう。

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