【レッスン4-09】タプルの基本操作をマスターしよう｜splitとjoinの実例付き｜Pythonデータ構造

一つ前のLessonでは4種類のデータ構造について学習しました。

今回はタプルの基本について見ていきましょう。

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タプルとは？Pythonでの定義と利用シーン

ここからタプルの説明に入ります。

ページ下部にはこのページで出てくる用語の意味をまとめた 用語集 もありますので、分からない言葉が出てきたらそちらも参考にしてください。

タプルはPythonにおけるコレクション型のデータ構造の一つです。

リストと似ていますが、最大の違いは イミュータブル（変更不可）であることです。つまり一度作成されたタプルの要素を追加、削除、変更することはできません。

この性質により、タプルは固定されたデータの集まりを保持するのに適しています。

タプルの作成方法｜丸括弧とカンマで定義

タプルは 丸括弧 () を使って定義します。複数の要素をカンマで区切りながら括弧内に列挙するだけです。

以下はタプルの定義例です。

# タプルの定義
fruits = ("apple", "banana", "cherry")
print(fruits)  # ('apple', 'banana', 'cherry')

要素が1つだけのタプルを定義する場合でも、カンマを付ける必要があります。

# 要素が1つのタプル
single_element_tuple = ("apple",)
print(single_element_tuple)  # ('apple',)

タプルの特性とリストとの違い

タプルとリストの主な違いは、前述した通りタプルがイミュータブルである点です。

リストはミュータブル（変更可能）なため、要素の追加や削除が自由に行えますが、タプルはそうではありません。

このためプログラム内で変更する必要のないデータや、意図せずにデータが変更されるのを防ぎたい場合にタプルが使われます。

タプルの基本操作｜使用できる関数やメソッド

タプルで使える基本的な操作はリストとほぼ同様です。

例えばlen() 関数やcountメソッド、indexメソッドでタプルの情報を取得したり、in 演算子で要素が存在するかを確認したりすることができます。

これらについてはリストの解説で詳しく学んでいるため、ここでは詳細な説明を割愛します。

復習する場合は以下の記事を参照してください↓↓

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【レッスン4-03】リストサイズや要素検索のための情報出力テクニック｜Pythonデータ構造

文字列、リスト、タプルの相互変換方法｜splitとtupleとjoin

文字列とリストやタプルは、特定の関数やメソッドを使用して相互に変換することができます。

それぞれの役割と使い方を以下で詳しく説明します。

split()メソッドによる文字列のリスト化

split()メソッドは、文字列を指定した区切り文字で分割してリストに変換するメソッドです。

例えば、カンマ区切りの文字列をリストに変換する場合に使います。

# 文字列をリストに分割
fruits_str = "apple, banana, cherry" # 3つの単語を含んだ一つの文字列
fruits_list = fruits_str.split(", ") # split()メソッドで、fruits_strを「, 」で区切ってリスト化
print(fruits_list)  # ['apple', 'banana', 'cherry']

上記の例では、文字列 "apple, banana, cherry" をカンマとスペースで分割し、リスト ['apple', 'banana', 'cherry'] に変換しています。

tuple()関数による文字列やリストのタプル化

tuple()関数は文字列やリストをタプルに変換するメソッドです。

文字列なら文字毎に、リストなら要素毎にタプルの要素として格納します。

# 文字列やリストをタプルに変換
apple_str = "apple"					 # 5つの文字を含んだ文字列
fruits_str = "apple, banana, cherry" # 3つの単語を含んだ一つの文字列

apple_tuple = tuple(apple_str)
fruits_tuple = tuple(fruits_str.split(", ")) # split()メソッドでリスト化し、それをtuple()関数でタプル化

print(apple_tuple)  # ('a', 'p', 'p', 'l', 'e',)
print(fruits_tuple) # ('apple', 'banana', 'cherry')

この例では、文字列 "apple" を5の文字で分割してタプル化し、またリスト ['apple', 'banana', 'cherry'] 作成後にそれをタプル化しています。

join()メソッドによるリストやタプルの文字列化

join()メソッドはリストやタプルの各要素を指定した文字で連結し、1つの文字列にするメソッドです。

例えば、リストやタプルの要素をカンマ区切りの文字列に変換したいときに便利です。

# タプルを文字列に変換
fruits_tuple = ("apple", "banana", "cherry") # 3つの要素を含んだタプル
fruits_str = ", ".join(fruits_tuple)		 # join()メソッドで、fruits_strを「, 」で連結して文字列化
print(fruits_str)  # 'apple, banana, cherry'

この例ではタプル ("apple", "banana", "cherry") の各要素をカンマとスペースで連結し、1つの文字列 'apple, banana, cherry' に変換しています。

まとめ

タプルは変更する必要のないデータを扱う場合に適したコレクション型です。

リストと似た操作ができ、要素数を調べたり、特定の要素が存在するか確認することも可能です。またsplit と join によって文字列との相互変換もできます。

タプルを正しく理解して適切な場面で使うことで、Pythonプログラムの安定性や安全性を向上させることができます。

練習問題：国名を使ったタプルと文字列の変換を体験しよう

タプルを使って国名を扱うプログラムを作成しましょう。

最初にいくつかの国名を含むタプルを定義します。その後、タプルをカンマで区切った文字列に変換し、再びタプルに戻す操作を行ってください。

問題の詳細条件

以下の要件に従ってコードを完成させてください。

ただし、以下のような実行結果となるコードを書くこと。

タプルの内容: ('Japan', 'USA', 'France')
タプルを文字列に変換: Japan, USA, France
文字列をリストに分割: ['Japan', 'USA', 'France']
リストをタプルに戻す: ('Japan', 'USA', 'France')

【ヒント】難しいと感じる人だけ見よう

１からコードを組み立てることが難しい場合は、以下のヒントを開いて参考にしましょう。

このヒントを見てもまだ回答を導き出すのが難しいと感じる場合は、先に正解のコードと解説を見て内容を理解するようにしましょう。

問題の答え合わせと解説

この問題の一つの正解例とそのコードの解説を以下に示します。

一つの正解例

例えば以下のようなプログラムが考えられます。

正解例の詳細解説

このプログラムではPythonのタプル（変更不可のデータ構造）を使って国名を扱う方法を学びます。

タプルの定義方法、基本的な操作、タプルと文字列の相互変換について詳しく解説します。

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Python用語集｜タプル編

今回の記事で出てきた用語・関数などを一覧で紹介します。

このサイトに出てくる 全てのPython用語をまとめた用語集 も活用してください。

FAQ｜Pythonタプルの基本と文字列変換