map() — リストの全要素に関数をまとめて適用する

前回のデコレータでは、関数に処理を被せる書き方を見ました。今回はもう一度視点を変えて、「リストの全要素に同じ関数をまとめて適用したい」ときの組み込み関数 map() を整理します。

map() はラムダ式と組み合わせて使い、しくみ自体は「内包表記」と似ています。最近は map() よりも内包表記を推奨されることが多いです。

map() とは — 全要素に関数を適用する高階関数

map(関数, イテラブル) は、第 2 引数のリストやタプルなどの全要素に第 1 引数の関数を適用して、結果を 1 つずつ取り出せるmap オブジェクトを返します。for で 1 つずつ取り出すか、list() でまとめてリストに変換して使います。

第 1 引数に「関数」を取る点で、map() 自身も高階関数の仲間です。

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

squared = map(lambda x: x ** 2, numbers)
print(type(squared))   # <class 'map'>
print(squared)         # <map object at 0x...>

# list() で中身を取り出す
print(list(squared))   # [1, 4, 9, 16, 25]

# 組み込み関数も渡せる（文字列のリストを int に変換）
str_nums = ["10", "20", "30"]
print(list(map(int, str_nums)))   # [10, 20, 30]

map オブジェクトは「使い切り」

map() の戻り値はジェネレーターと同じイテレータで、1 度走らせると中身が空になります。list(squared) を 2 回呼ぶと、2 回目は [] になるので注意します。複数回使いたいときは list(map(...)) で先にリストにしてから扱いましょう。

商品価格のリスト prices から、税込（10%）価格のリストを作ってみましょう。

① prices = [100, 250, 480, 1200] を用意してください。

② prices の各要素を 1.1 倍して int に変換した結果のリストを作り、変数 tax_included に代入してください。

③ print(tax_included) で結果を確認してください。

（正しく実行できれば解説が表示されます）

複数のイテラブルを同時に渡す

map() は第 2 引数以降に複数のイテラブルを渡せます。その場合、第 1 引数の関数は同じ位置の要素を 1 つずつ受け取る必要があります。map(関数, A, B) と書けば、A[0] と B[0]、A[1] と B[1]、... のペアに関数が適用されます。

例えば 2 つの数値リストを掛け算したいとき、map(lambda a, b: a * b, A, B) と書けば、要素ごとの積のリストが取り出せます。

A = [1, 2, 3]
B = [10, 20, 30]

# 同じ位置の要素同士を掛け算
print(list(map(lambda a, b: a * b, A, B)))   # [10, 40, 90]

# 3 つでも同様
def calculate(x, y, op):
    return x + y if op == "plus" else x - y

xs = [10, 20, 30]
ys = [3,  3,  3]
ops = ["plus", "minus", "plus"]

print(list(map(calculate, xs, ys, ops)))     # [13, 17, 33]

長さが違うときは短いほうに合わせる

渡したイテラブルの長さがバラバラだと、map() は一番短いものに合わせてループを止めます。例えば map(f, [1, 2, 3, 4], [10, 20]) は 2 回しか実行されません。明示的に揃えたいときは、事前に長さチェックするか、用途に応じて `zip()` と組み合わせます。

商品名と数量のリストから、「商品名 × 数量」の文字列リストを map() で作ってみます。

① items = ["りんご", "みかん", "ぶどう"] と counts = [3, 5, 2] を用意してください。

② map(lambda name, n: f"{name} × {n}", items, counts) を list(...) で囲み、labels に代入してください。

③ for label in labels: print(label) で結果を 1 行ずつ表示してください。

map() vs リスト内包表記 — どちらを使うべきか

map() でできることは、ほぼすべてリスト内包表記でも書けます。Python 公式ドキュメントや書籍 Fluent Python でも「新規コードでは内包表記を優先する」と紹介されており、現在の Python では内包表記が標準的な書き方です。

map() は古いコードでは標準でしたが今は、関数名が決まっていてラムダを書くまでもないとき（map(int, str_nums) のような形）にすっきり書ける程度に役割が縮小しました。書き方の違いを並べて整理しておきましょう。

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

# map() 版
print(list(map(lambda x: x ** 2, nums)))   # [1, 4, 9, 16, 25]

# 内包表記版（こちらが推奨）
print([x ** 2 for x in nums])              # [1, 4, 9, 16, 25]

# 関数名を直接渡せるときは map() がすっきり
str_nums = ["10", "20", "30"]
print(list(map(int, str_nums)))            # [10, 20, 30]
print([int(s) for s in str_nums])          # [10, 20, 30]

# 条件で絞りたいときは内包表記が圧倒的に簡潔
print([x for x in nums if x % 2 == 0])     # [2, 4]

迷ったら内包表記を選ぶ

「変換したい」「絞りたい」「両方やりたい」のいずれも、内包表記なら同じ括弧の中に自然に書けます。map() は 既存の関数名をそのまま渡したいときだけ使うと割り切ると、コードの一貫性が保ちやすくなります。読み書き両方の負担が減るので、新しく書くコードでは内包表記を優先してください。

入力された文字列の数字を整数のリストに変換する処理を、map() 版と内包表記版の両方で書いてみます。

① inputs = ["10", "20", "30", "40"] を用意してください。

② map(int, inputs) を list(...) で囲んで変数 via_map に代入し、print(via_map) してください。

③ 同じ結果を [int(s) for s in inputs] で作って変数 via_comp に代入し、print(via_comp) してください。

④ 最後に print(via_map == via_comp) で両者が同じ値になることを確認してください。