【Python入門】ソートのキーにラムダ式を指定する

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【Python入門】ソートのキーにラムダ式を指定する

ソートのキーにラムダ式を指定する

　ソートは、データ処理における基本的な操作のひとつです。Pythonでは、sorted関数やリストのsortメソッドを利用して、簡単にデータを並べ替えることができます。その際、「どの値を基準にしてソートするか」を指定するためのキー関数として、ラムダ式を使う方法が非常に便利です。ラムダ式を使えば、関数を別途定義する手間を省き、インラインでソート基準を記述できるため、コードがシンプルになります。以下では、ソートの基本、ソートのキーとしてラムダ式を指定する方法、そして具体的な例を通してその効果を解説します。

プログラムのダウンロード

　「ダウンロード」から、JupyterLab で実行できるサンプルプログラムがダウンロードできます。ファイルは、ESET Endpoint Securityでウイルスチェックをしておりますが、ダウンロードとプログラムの実行は自己責任でお願いいたします。

１．ソートの基本とキーの指定

1.1. sorted関数とsortメソッド

Pythonでは、以下の2種類の方法でソートを実現できます。

• sorted関数：任意のイテラブルをソートして、新しいリストを返します。
    sorted(イテラブル, key=関数, reverse=ブール値)
• sortメソッド：リスト専用のメソッドで、リスト自体を並べ替えます。
    リスト.sort(key=関数, reverse=ブール値)

1.2. ソートのキー(key)とは

　ソートの際に、どの値を基準に並べ替えるかを指定するのがキーです。キーは、各要素を引数に取り、その戻り値を元にソート順を決定します。たとえば、辞書やタプルの場合、既定では先頭の要素が比較されますが、key引数にラムダ式を渡すことで、任意の値を基準にソートすることができます。

以下の表は、キー指定に使える方法をまとめたものです。

２．ラムダ式をキーに指定したソートの実践例

2.1. 例：書籍情報のソート

　ここでは、書籍の情報を格納したリストを例に、ラムダ式を使ってソートする方法を解説します。各書籍は辞書として表現され、"title"（タイトル）、"price"（価格）、"pages"（ページ数）というキーを持ちます。
まずは、書籍情報のリストを作成します。

# 書籍情報のリスト（各書籍は辞書で表現）
books = [
    {"title": "Python入門", "price": 3000, "pages": 250},
    {"title": "データサイエンスの基礎", "price": 4500, "pages": 350},
    {"title": "アルゴリズムとデータ構造", "price": 4000, "pages": 300}
]

# 価格の昇順でソートする（ラムダ式をキーに指定）
sorted_by_price = sorted(books, key=lambda book: book["price"])
print("Sorted by price (ascending):")
for book in sorted_by_price:
    print(book)

実行結果

Sorted by price (ascending):
{'title': 'Python入門', 'price': 3000, 'pages': 250}
{'title': 'アルゴリズムとデータ構造', 'price': 4000, 'pages': 300}
{'title': 'データサイエンスの基礎', 'price': 4500, 'pages': 350}

解説

• sorted関数のkey引数にlambda book: book["price"]を指定することで、各書籍の"price"値を抽出し、その数値を基準にソートします。
• 結果は、価格が低い順に書籍情報が表示されます。

2.2. 応用：価格あたりのページ数が高い順にソートする

　次に、各書籍の「価格あたりのページ数」（ページ数/価格）を計算し、これを基準に降順にソートしてみます。

# 価格あたりのページ数が高い順にソートする
sorted_by_efficiency = sorted(books, key=lambda book: book["pages"] / book["price"], reverse=True)
print("\nSorted by pages per price (descending):")
for book in sorted_by_efficiency:
    print(book)

実行結果

Sorted by pages per price (descending):
{'title': 'Python入門', 'price': 3000, 'pages': 250}
{'title': 'データサイエンスの基礎', 'price': 4500, 'pages': 350}
{'title': 'アルゴリズムとデータ構造', 'price': 4000, 'pages': 300}

解説

• ラムダ式lambda book: book["pages"] / book["price"]は、各書籍のページ数を価格で割った値を返します。
• reverse=Trueを指定することで、この値が高い順（つまり、コストパフォーマンスが高い順）に書籍情報が並べ替えられます。
• 結果として、より効率的な書籍（価格あたりに多くのページがある書籍）が先頭に表示されます。

まとめ

　ソートのキーにラムダ式を指定することで、デフォルトの比較方法では実現しにくい複雑なソート基準を簡潔に定義できます。

• sorted関数やsortメソッドのkey引数にラムダ式を渡すことで、各要素から任意の値を抽出し、その値に基づいて並べ替えることができます。
• 逆順ソートにはreverse引数を利用し、さらに複数の基準を組み合わせる場合もラムダ式を使うことで、コードが非常に短くなります。

　これらのテクニックを活用することで、データの並べ替え処理がより柔軟に、かつ効率的に実装できるようになります。