dict_keyにタプルが使われた際の、そのタプル要素へのアクセス方法。

Question

前提・実現したいこと

pythonで、最小値を求めるコードを書きたいです。

発生している問題・エラーメッセージ

地点を入力すると、予め辞書に登録されている県庁所在地のうち
最も近い地点を返してくれるプログラムを次のように書きました。

pref_capitals = {(43.06417, 141.34694): "北海道（札幌）",
                 (40.82444, 140.74): "青森県（青森市）",
                 (39.70361, 141.1525): "岩手県（盛岡市）"}

loc = tuple(map(float, input().split()))
min_calc = None
min_value = ""

for key in pref_capitals.keys():
    calc = (key[0] - loc[0])**2 + (key[1] - loc[1])**2
    if min_calc == None:
        min_calc = calc
        
    if min_calc > calc:
        min_calc = calc
        min_value = pref_capitals[key]

print(min_value)

Pythonでは、

    if min_calc == None:
        min_calc = calc

のような断りを入れるのが自然のようなのですが、
このようにせず、同じことではあるのですが、
イテレータの最初の要素の計算を先にmin_calcに入れる
以下のようなコードを書きました。

pref_capitals = {(43.06417, 141.34694): "北海道（札幌）",
                 (40.82444, 140.74): "青森県（青森市）",
                 (39.70361, 141.1525): "岩手県（盛岡市）"
                }
loc = (41, 141)
min_calc = (pref_capitals.keys()[0] - loc[0])**2 + (pref_capitals.keys()[1] - loc[1])**2

for key in pref_captals.keys():
    calc = (key[0] - loc[0])**2 + (key[1] - loc[1])**2 
    if min_calc > calc:
        min_calc = calc
print(min_calc)

エラー

TypeError: 'dict_keys' object is not subscriptable

するとこのようなエラーが出てしまいます。

原因

原因は明らかで、辞書の中のキーであるタプルへのアクセスの仕方が間違っているのですが、
調べてもどう表現すれば良いのか見つけることができませんでした。

your_dictionary[0][0]

でもダメですし、どうすれば良いのでしょう？

また、なぜdict_key型のオブジェクトは、上記のような方法で要素にアクセスできないのでしょう。
何か理由と言いますか、できるようにしなかった特別な理由などございましたら
教えていただきたいです。

よろしくお願いいたします。

Answer 1

面白くもなんともない方法で解決。

pref_capitals = {(43.06417, 141.34694): "北海道（札幌）",
                 (40.82444, 140.74): "青森県（青森市）",
                 (39.70361, 141.1525): "岩手県（盛岡市）"
                }
loc = (41, 141)
keys = list(pref_capitals.keys())  # listにすればいい
min_calc = (keys[0][0] - loc[0])**2 + (keys[0][1] - loc[1])**2

for key in keys:
    calc = (key[0] - loc[0])**2 + (key[1] - loc[1])**2 
    if min_calc > calc:
        min_calc = calc
print(min_calc)

---

また、なぜdict_key型のオブジェクトは、上記のような方法で要素にアクセスできないのでしょう。
何か理由と言いますか、できるようにしなかった特別な理由などございましたら
教えていただきたいです。

そもそもPythonの辞書には伝統的に要素の順番の概念がありませんでした。{"a":1, "b":2}と{"b":2, "a":1}は過去のある時点では全く同じ意味でしたし、要素の順番がそれなりに自然に扱えるように（挿入した通りの順序で取り出せるように）正式になったのはPython3.7以降です。

順番が定まらなければインデックスも定まりませんから、なくて当然です。辞書キーのビューオブジェクトに限った話ではなく、そもそも辞書からキーや値をインデックスで取ることができません。

もっとも、最新のPythonの辞書は順序付きになってしまいましたから昔の仕様にこだわらなくても良い理由はできている訳で、将来的にはこの辺りの仕様も変わる可能性はあります。Python4とかで。
（といっても、それを実装するために辞書の要素アクセスに余計なオーバーヘッドが増える可能性もあり、それを増やしてまでやるかというと、やらないでしょう。辞書型はそのまま名前空間の実装に使われている型ですから、ある意味Pythonで一番重要で使用頻度の高い型です）

Comments

[MAMOMIMOMU]

ご丁寧な解答ありがとうございました。
まさに仰られたことはどこかで読んだことがあります。
とても附に落ちました。

Answer 2

min_calc = (list(pref_capitals.keys())[0][0] - loc[0])**2 + (list(pref_capitals.keys())[0][1] - loc[1])**2
#4.381165152499981

Comments

[MAMOMIMOMU]

簡潔に適切なご回答ありがとうございます。
確かにリストに変換すれば良さそうですね。

Answer 3

一番近い、距離が一番小さい、min関数の出番。

pref_capitals = {(43.06417, 141.34694): "北海道（札幌）",
                 (40.82444, 140.74): "青森県（青森市）",
                 (39.70361, 141.1525): "岩手県（盛岡市）"
                }


loc = (41, 141)
nearest = min(pref_capitals, key=lambda geo: (loc[0] - geo[0])**2 + (loc[1] - geo[1])**2)
print(nearest, pref_capitals[nearest])

元のやり方なら、keysのイテレータを作って、nextで最初の要素を取り出して仮の最小値にして、残りのkyesでループするのが楽です。

pref_capitals = {(43.06417, 141.34694): "北海道（札幌）",
                 (40.82444, 140.74): "青森県（青森市）",
                 (39.70361, 141.1525): "岩手県（盛岡市）"
                }
loc = (41, 141)

keys = iter(pref_capitals.keys())
key = next(keys)
min_calc = (key[0] - loc[0])**2 + (key[1] - loc[1])**2

for key in keys:
    calc = (key[0] - loc[0])**2 + (key[1] - loc[1])**2
    if min_calc > calc:
        min_calc = calc
print(min_calc)

Comments

[MAMOMIMOMU]

とても勉強になります。
nextなどまだやっていない概念なのですが、
調べて参考にさせていただきます。
ありがとうございました。