【Python入門】リストの要素が存在するかをinで安全に確認する方法

# 数値リストでの in
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
print(3 in numbers)      # True
print(10 in numbers)     # False

# 文字列での in (部分文字列の存在チェック)
text = "Python programming"
print("Python" in text)  # True
print("java" in text)    # False (大文字小文字も区別されます)

# 辞書での in (キーの存在チェック)
user = {"name": "Alice", "age": 20}
print("name" in user)    # True  (キー"name"が存在する)
print("Alice" in user)   # False (値は対象外)

# 集合(set)での in
colors = {"red", "green", "blue"}
print("red" in colors)   # True
print("yellow" in colors)  # False

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

# インデックスアクセス
print(fruits[0])  # "apple"
print(fruits[1])  # "banana"

# in による存在チェック
print("banana" in fruits)   # True
print("grape" in fruits)    # False

# 基本形: 要素 in リスト

animals = ["cat", "dog", "bird"]

print("cat" in animals)     # "cat"があるか → True
print("lion" in animals)    # "lion"があるか → False

# 数値リストでも同様
scores = [10, 20, 30, 40]
print(20 in scores)         # True
print(25 in scores)         # False

users = ["alice", "bob", "charlie"]

# in: 存在すれば True
print("alice" in users)   # True

# not in: 存在しなければ True
print("david" not in users)  # True

# 否定の否定とくらべて読みやすい
# 悪い例:
print(not ("david" in users))   # 読みづらい

# 良い例:
print("david" not in users)     # 「david は users に含まれていない」

# if と in を組み合わせた安全な存在チェック

members = ["alice", "bob", "charlie"]

name = input("ユーザー名を入力してください: ")

if name in members:
    print(f"{name} さんはメンバーです。ログインを許可します。")
else:
    print(f"{name} さんはメンバーではありません。新規登録してください。")

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

# "grape" が存在しない状態で index() を呼ぶと ValueError
position = fruits.index("grape")  # ここでエラー
print(position)

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

target = "grape"

if target in fruits:
    position = fruits.index(target)
    print(f"{target} は {position} 番目にあります。")
else:
    print(f"{target} はリストに存在しません。")

numbers = [10, 20, 30]

# 1. インデックスアクセスは範囲外でエラー
# print(numbers[5])  # IndexError: list index out of range

# 2. in は常に True/False を返すので安全
print(10 in numbers)   # True
print(40 in numbers)   # False

# 3. 条件分岐と組み合わせると、より安全
idx = 2
if 0 <= idx < len(numbers):
    print(numbers[idx])
else:
    print("指定した位置には要素がありません。")

values = [None, "", "text", 0]

print(None in values)   # True
print("" in values)     # True
print(0 in values)      # True

# それぞれ、実際にその値が要素として含まれているかどうかだけを見ます

values = [None, "", "text", 0]

# value が「空」でも「0」でも False と評価されてしまう
for v in values:
    if v:
        print(f"{v!r} は True と評価されます。")
    else:
        print(f"{v!r} は False と評価されます。")

values = [None, "", "text", 0]

# None が含まれているかどうか
if None in values:
    print("リストには None が含まれています。")

# None 以外だけを処理する
for v in values:
    if v is not None:
        print(f"None ではない値: {v!r}")

nested = [[1, 2], [3, 4], 5]

print([1, 2] in nested)   # True: 要素として [1, 2] がそのまま入っている
print(1 in nested)        # False: 1 は「外側の要素」ではない
print(5 in nested)        # True: 5 は外側の要素

# 「内側のリストの要素も含めて探したい」場合は工夫が必要

nested = [[1, 2], [3, 4], 5]
target = 3

# 1. ループで内側も調べる簡易版
found = False
for item in nested:
    if isinstance(item, list):
        if target in item:
            found = True
            break
    else:
        if item == target:
            found = True
            break

print(found)  # True

# 2. 内包表記で平坦化してから in を使う例 (内側が1段だけの場合)
flat = [x for item in nested for x in (item if isinstance(item, list) else [item])]
print(flat)             # [1, 2, 3, 4, 5]
print(target in flat)   # True

# 大きなリストでの in の動作を簡易的に計測する例
import time

# 0〜999999 までのリストを作成
numbers = list(range(1_000_000))

target_head = 0          # 先頭にも存在しない値
target_tail = 999_999    # 一番最後の要素

start = time.time()
_ = target_head in numbers
end = time.time()
print(f"先頭にも存在しない値の検索時間: {end - start:.6f} 秒")

start = time.time()
_ = target_tail in numbers
end = time.time()
print(f"末尾の値の検索時間: {end - start:.6f} 秒")

# list / set / dict での in の違いイメージ

users_list = ["alice", "bob", "charlie"]
users_set = {"alice", "bob", "charlie"}  # 集合
users_dict = {"alice": 1, "bob": 2, "charlie": 3}  # 辞書

target = "bob"

# 1. list: 先頭から順に比較
print(target in users_list)  # True

# 2. set: ハッシュテーブルで高速に検索
print(target in users_set)   # True

# 3. dict: キーの存在チェックとして使う
print(target in users_dict)  # True (値ではなくキーを見ています)

# 禁止ワードチェックの例

def contains_ng_word(text: str) -> bool:
    # set にしておくと「その単語そのもの」の判定は速いですが、
    # ここでは部分文字列として含まれているかを調べるためリストを使います。
    ng_words = ["禁止", "ダメ", "NG"]

    # どれか1つでも含まれていれば True
    return any(ng in text for ng in ng_words)


user_input = "この表現はちょっと禁止ワードに触れます。"

if contains_ng_word(user_input):
    print("禁止ワードが含まれています。文章を修正してください。")
else:
    print("OK な文章です。")

# ユーザー権限の判定例

# もともと list で管理していたケース
allowed_roles_list = ["admin", "editor", "viewer"]

def can_delete_article(role: str) -> bool:
    # 削除できるのは admin と editor のみ
    return role in ["admin", "editor"]

print(can_delete_article("admin"))   # True
print(can_delete_article("viewer"))  # False

# 役割が増え、存在チェックが増えてきたら set で管理
allowed_roles_set = {"admin", "editor", "viewer"}

def can_access_dashboard(role: str) -> bool:
    # set での in は高速
    return role in allowed_roles_set

print(can_access_dashboard("editor"))  # True
print(can_access_dashboard("guest"))   # False

# 設定値のバリデーション例

VALID_ENVIRONMENTS = {"dev", "staging", "prod"}  # set で管理

def validate_env(env: str) -> None:
    if env not in VALID_ENVIRONMENTS:
        raise ValueError(
            f"env は {VALID_ENVIRONMENTS} のいずれかである必要があります (指定値: {env})"
        )

# 正しい値
validate_env("dev")

# 誤った値 (例外が発生)
try:
    validate_env("local")
except ValueError as e:
    print("設定エラー:", e)