Pythonのzip()で複数リストを同時ループする基本と実践

# 2つのリストを同時にループする基本
names = ["Alice", "Bob", "Carol"]
ages = [24, 19, 31]

for name, age in zip(names, ages):
    # zipは(name, age)のタプルを順番に返すので、同時にアンパックできる
    print(f"{name} is {age} years old")

# 3つのイテラブルを束ねる
names = ["Alice", "Bob", "Carol"]
ages = [24, 19, 31]
cities = ["Tokyo", "Osaka", "Nagoya"]

for name, age, city in zip(names, ages, cities):
    print(f"{name:>5} | {age:>2} | {city}")

# zipはイテレータなので必要になるまで実体化されない
z = zip([1, 2, 3], ["a", "b", "c"])

print(z)                 # zipオブジェクト
print(list(z))           # ここで初めてリストへ実体化
print(list(z))           # 2度目は空 (使い切られている)

# 要素ごとの合算 (ベクトル加算のイメージ)
a = [10, 20, 30]
b = [1, 2, 3]

sums = []
for x, y in zip(a, b):
    sums.append(x + y)

print(sums)

# 3系列の同時処理でメッセージを組み立てる
ids = [1001, 1002, 1003]
names = ["Alice", "Bob", "Carol"]
scores = [88, 72, 91]

for sid, name, score in zip(ids, names, scores):
    status = "Pass" if score >= 80 else "Fail"
    print(f"[{sid}] {name}: {score} ({status})")

# キーと値のリストから辞書を作る
keys = ["id", "name", "age"]
values = [1001, "Alice", 24]

record = dict(zip(keys, values))
print(record)

names = ["Alice", "Bob", "Carol"]
ages = [24, 19, 31]

# enumerate(zip(...))でインデックス付きの同時ループ
for i, (name, age) in enumerate(zip(names, ages), start=1):
    print(f"{i}: {name} ({age})")

# 代替: 明示的にインデックスをzipする (読みやすさの比較用)
for i, name, age in zip(range(1, len(names)+1), names, ages):
    print(f"{i}: {name} ({age})")

a = [1, 2, 3]
b = [10, 20, 30]

# 要素ごとの積を新しいリストで得る
products = [x * y for x, y in zip(a, b)]
print(products)

# 2つの系列から辞書を作る (dict内包表記)
keys = ["x", "y", "z"]
vals = [1, 2, 3]
d = {k: v * v for k, v in zip(keys, vals)}
print(d)

a = [1, 2, 3, 4]     # 長い
b = [10, 20]         # 短い

print(list(zip(a, b)))  # 短い方の長さ(2)で切り捨て

from itertools import zip_longest

a = [1, 2, 3, 4]
b = [10, 20]

# 足りない箇所をNoneで埋める
print(list(zip_longest(a, b, fillvalue=None)))

# 0など任意の値で埋める
print(list(zip_longest(a, b, fillvalue=0)))

def safe_zip(*iterables):
    # すべての長さが同じかを検証し、違えば例外を出す
    lengths = [len(it) for it in iterables]
    if len(set(lengths)) != 1:
        raise ValueError(f"Length mismatch: {lengths}")
    return zip(*iterables)

# OK
print(list(safe_zip([1, 2, 3], ["a", "b", "c"])))

# NG -> 例外
try:
    print(list(safe_zip([1, 2, 3], ["a"])))
except ValueError as e:
    print("Error:", e)

# 2x3の行列を3x2に転置する
rows = [
    [1, 2, 3],
    [4, 5, 6],
]

# rowsの各行をアンパックし、列単位で束ねる
cols = list(zip(*rows))
print(cols)

# タプルではなくリストが欲しければ内包表記で変換
cols_as_lists = [list(col) for col in zip(*rows)]
print(cols_as_lists)

# 各列の合計を求める
rows = [
    (1, 2, 3),
    (10, 20, 30),
    (100, 200, 300),
]

col_sums = [sum(col) for col in zip(*rows)]
print(col_sums)

# 2系列の文字列を連結
first = ["Alice", "Bob", "Carol"]
last = ["Smith", "Ito", "Tanaka"]
full = [f"{f} {l}" for f, l in zip(first, last)]
print(full)

from itertools import tee

pairs = zip(range(10_000_000), range(10_000_000))  # 大量データ
# 直接ループで消費するのが省メモリ
total = 0
for i, j in pairs:
    total += i + j
print(total)

# 再利用が必要な場合はteeでイテレータを複製
pairs1, pairs2 = tee(zip([1, 2, 3], [4, 5, 6]), 2)
print(list(pairs1))  # 1回目
print(list(pairs2))  # 2回目

# 悪い例: 意味のない名前
a = ["Alice", "Bob"]
b = [24, 19]
for x, y in zip(a, b):
    print(x, y)

# 良い例: 単数・複数の対比が明確
names = ["Alice", "Bob"]
ages = [24, 19]
for name, age in zip(names, ages):  # nameとageは要素(単数)
    print(f"{name} ({age})")        # 読む人に役割が伝わる