【Pythonステップアップ!】高階関数mapの便利な使い方

filter関数と同じく、いろんなプログラミング言語で実装されている機能の一つにmap(マップ)というものがあります。これはリストのようなオブジェクトに含まれる各要素に対して、何かしらの変換を行った別のオブジェクトを作る操作になります。

やはりfilterと同じく、Pythonだけでなく他の様々な言語でも役に立つ機能です。是非とも使ってみてください!この記事では

  • そもそもmapとは何なのだろう
  • mapでシーケンスの各要素に同じ処理をかける方法

などの基本的におさえておきたい内容から、リスト内包表記との比較などのPythonを勉強している方が気になる内容についても説明していきます。それでは見ていきましょう!

※ この記事のコードはPython 3.7で動作確認しました。

Pythonのmapとは

map関数はリストのような複数の要素をもったオブジェクト(これをシーケンスと呼びましたね)と関数を引数として受け取ります。そしてシーケンスの各要素を、受け取った関数に渡して実行してくれます。このように関数を受け取る関数や関数を返す関数を高階関数と呼びます。

これは関数型言語でよく使われる機能です。同じ高階関数として有名なものにfilterがあります。これについては以下の記事で解説しています。

【Pythonステップアップ!】高階関数filterの便利な使い方
更新日 : 2018年10月31日

map関数の使い方は、filter関数を使ったことのある人ならば馴染みやすい形です。

map(function, sequence_object)

第一引数が関数(またはlambda式)、第二引数がシーケンスです。

Pythonのmapの使い方

実際にコードを実行しながらmap関数の使い方を見ていきましょう。ここでは簡単に、受け取った数字を二乗する例を使います。

original_list = list(range(10)) # [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
mapped_list = map(lambda x: x**2, original_list)
 
print(list(mapped_list))

実行結果

[0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

この例では0から9までの数字を格納したリスト(original_list)を作り、与えられた値を二乗するラムダ式でmapしています。結果を見るとうまくいっていることがわかりますね。このようにmap関数を用いると、一つの要素に対する処理をリスト全体に対して行ってくれます。

ただし、Python 3.Xのmap関数の返り値はmap型のオブジェクトになります。ですのでそのままでは中の要素を見ることができません。もしもここで、map関数の返り値をそのまま表示してやると

<map at 0x2616fdee160>

のように表示されます。このように欲しい結果とは異なる表示が得られた場合は、help関数を使ってオブジェクトの詳細を確認して見ることをおすすめします。

print(help(mapped_list))

実行結果

Help on map object:

class map(object)
 |  map(func, *iterables) --> map object
 |  
 |  Make an iterator that computes the function using arguments from
 |  each of the iterables.  Stops when the shortest iterable is exhausted.
# 以下mapクラスに関する説明が続きます。

そのためここではmap関数の返り値をlist関数を使ってlist型オブジェクトに変換しているんですね。では次に、lambda式ではない普通の関数をmap関数の引数に渡してみましょう。例としてここではFizz Buzzをやってみます。

Fizz Buzzは

  • 3で割り切れる場合は「Fizz」
  • 5で割り切れる場合は「Buzz」
  • 3と5の両方で割り切れる場合は「Fizz Buzz」

を数字の代わりに表示する簡単な問題です。

def fizz_buzz(number):
    if number % 3 == 0 and number % 5 == 0:
        return "Fizz Buzz"
    elif number % 3 == 0:
        return "Fizz"
    elif number % 5 == 0:
        return "Buzz"
    else:
        return number
    
for ans in map(fizz_buzz, range(20)):
    print(ans)

実行結果

Fizz Buzz
1
2
Fizz
4
Buzz
Fizz
7
8
Fizz
Buzz
11
Fizz
13
14
Fizz Buzz
16
17
Fizz
19

このように、if文が入っている関数であってもちゃんと動作します。また、mapの第二引数はrange関数をそのまま渡しても大丈夫なんです。

ただし注意してください。このfizz_buzz関数がもしも何も値を返さない事があった場合、mapの返り値にはNoneが代わりに収まります。つまり最後のelse節がなかった場合、実行結果は以下のようになります。

Fizz Buzz
None
None
Fizz
None
Buzz
Fizz
None
None
Fizz
Buzz
None
Fizz
None
None
Fizz Buzz
None
None
Fizz
None

リスト内包表記との比較

さて、map関数と同様の事はリスト内包表記によって実装することができます。リスト内包表記の使い方については以下の記事で詳しく解説しているので、是非読んでみてください。

【Python入門】listの使い方とメソッドまとめ
更新日 : 2020年5月21日

先程のFizz Buzzのmap関数をリスト内包表記で実装してみましょう。

result = [fizz_buzz(x) for x in range(20)]

これで先程と同じ結果が得られます。リスト内包表記は複雑になると読みづらくなりやすいですが、このくらいのシンプルさであれば気になりませんね。

ここではリスト内包表記とmap関数の内部実装については触れませんが、これらの実行速度は一概にどちらが速いとは断言できません。map関数を使った使い方とリスト内包表記、どちらがお好みだったでしょうか。

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まとめ

この記事ではPythonのmap関数について紹介しました。map関数はシーケンスの構成要素全てに対して関数を適用してくれる高階関数です。

他にforループを置き換えることので出来る関数として、map、filter、reduceなどの他の高階関数があります。これらを使いこなすことで読みやすく直感的なプログラミングができるようになります。

是非覚えて使ってみてください!

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書いた人

フクロウ

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