もっと短いコードにならないか？

Question

解は得られるのですが、コードが長すぎる気がしており、もっと綺麗に書けるのではないかと悩んでいます。

やりたいこととしては、指定された行列のマス目から、方向を入力すれば、その方向のマス目が表示されるようにしたいです。

正方行列のマス目にはそれぞれ番号が左上から下図のように振られております。
| | A | B | C | D |
|a | 0 | 1 | 2 | 3 |
|b | 4 | 5 | 6 | 7 |
|c | 8 | 9 |10|11|
|d |12|13|14|15|

例えば、スタートが7で、upを入力すれば、3が返ってきます。

選択できる方向は(上、下、右、左、右上、左上、右下、左下)の８方向です。

無効な方向が入力された時は、”無効”を返します。
例えば、2の場合ですと、"上"、もしくは"右上"、もしくは"左上"が入力されると、”無効”になります。

現在、1行目について、以下のコードを書きましたが、
これと同等の長さのコードを1列、grid列、grid行、のために書くのは、長すぎやしないかと思っており、他にいい方法があるのではないかと悩んでいます。

#num:指定のマス目番号
#grid:正方行列のサイズ
#direction: 方向

def num_direction(num,grid,direction):
    while num < grid:
        if direction == "下":
            return index + grid_size
        elif direction == "左":
            return index - 1
        elif direction == "右":
            return index + 1
        elif direction == "左下":
            return index + grid_size - 1
        elif direction == ”右下”:
            return index + grid_size + 1
        else:
            return "None"

説明がわかりにくいかもしれませんが、アドバイスのほど宜しくお願い致します。

Answer 1

8方向の名前と対応する方向(x方向に+1/-1、y方向に+1/-1)を配列に
入れてループする形にすればif～elif～の部分がもう少し短くなります。

Answer 2

num から行方向と列方向のインデクスを作り、それに対して、direction で指定される差分を適用して、その結果を返す、という考え方はいかがでしょうか？

一例を挙げますと、こんな感じです。

def num_direction(num, grid, direction):
    row, col = divmod(num, grid)

    delta = [
        1 if re.search('下', direction) 
            else (-1 if re.search('上', direction) else 0),
        1 if re.search('右', direction)
            else (-1 if re.search('左', direction) else 0)
    ]

    row += delta[0]
    col += delta[1]

    return grid * row + col if row in range(grid) and col in range(grid) else None

• 動作確認用Repl.it: https://repl.it/@jun68ykt/Q247619

追記

もう一案、numpy を使ってみました。

import numpy as np

LEFT_RIGHT = [
    ['左', np.array([0, -1])],
    ['右', np.array([0, 1])]
]

UP_DOWN = [
    ['上', np.array([-1, 0])],
    ['下', np.array([1, 0])]
]

DIAGONALS = [
   [f'{lr[0]}{ud[0]}', lr[1] + ud[1]]
        for lr in LEFT_RIGHT
        for ud in UP_DOWN
]

DIRECTIONS = {e[0]: e[1] for e in [*LEFT_RIGHT, *UP_DOWN, *DIAGONALS]}


def num_direction(num, grid, direction):
    delta = DIRECTIONS[direction]

    if delta is None:
        return None
    
    pos = np.array(divmod(num, grid)) + delta

    if(((pos >= 0) * (pos < grid)).sum() == 2):
        return grid * pos[0] + pos[1]
    else:
        return None


print(num_direction(7, 4, '上')) # => 3
print(num_direction(2, 4, '上')) # => None

print(num_direction(15, 4, '上')) # => 11
print(num_direction(15, 4, '左')) # => 14
print(num_direction(15, 4, '左上')) # => 10
print(num_direction(15, 4, '右')) # => None
print(num_direction(15, 4, '下')) # => None
print(num_direction(15, 4, '右上')) # => None

• 動作確認用Repl.it: https://repl.it/@jun68ykt/Q2476192

Answer 3

global変数をいくつか使うことになりますが、num_direction()そのものは簡潔に書くことができます。

"""
https://teratail.com/questions/247619

周囲が-1で囲まれた番兵付きの拡大版gridを用意する。
num_direction()では、移動後が0-15の場合はその数字を, -1 (番兵)の場合はNoneを返す。

grid:
    -1, -1, -1, -1, -1, -1
    -1,  0,  1,  2,  3, -1
    -1,  4,  5,  6,  7, -1
    -1,  8,  9, 10, 11, -1
    -1, 12, 13, 14, 15, -1
    -1, -1, -1, -1, -1, -1
"""
from typing import Optional

grid_size = 4
extended_grid_size = grid_size + 2  # 左右に番兵付きのgrid_size

# gridを作成
grid = [-1] * extended_grid_size
for i in range(4):
    row = [-1] + list(range(i * 4, (i + 1) * 4)) + [-1]
    grid.extend(row)
grid.extend([-1] * (grid_size + 2))

direction_converter = {
    "上": -extended_grid_size,
    "下": extended_grid_size,
    "右": 1,
    "左": -1,
    "右上": -extended_grid_size + 1,
    "左上": -extended_grid_size - 1,
    "右下": extended_grid_size + 1,
    "左下": extended_grid_size - 1,
}


def num_direction(num: int, direction: str) -> Optional[int]:
    if num < 0 or num >= grid_size ** 2:  # numが不正な値のとき
        return None
    elif direction not in direction_converter:  # directionが不正な値のとき
        return None
    next_index = grid.index(num) + direction_converter[direction]
    if (next_num := grid[next_index]) != -1:
        return next_num
    return None


def main():
    # 入力例
    print(num_direction(0, "右"))  # 1
    print(num_direction(2, "右上"))  # None
    print(num_direction(7, "上"))  # 3
    print(num_direction(-1, "下"))  # None
    print(num_direction(16, "下"))  # None
    print(num_direction(16, "斜め"))  # None


if __name__ == "__main__":
    main()

Answer 4

コードを見ていて思ったのは「これwhile文なくても良くない」ですね。
このコードならif文で代用出来ます。

otnさんも仰っているようにdict型を使って少し行数を減らし、メンテナンス性を向上させると共に、numがgrid以上の場合のreturn値の設定もお願い致します。

Answer 5

dict型を使って、"左"をキーにして-1を得るとかすると、もう少し行数は減ります。

あと、コードに全角記号が紛れ込んでますね。

Answer 6

全体としては短くなっていませんが、num_direction（） は 短く そして、 if の羅列でない形にすることはできます。
wc.py

DELTAS = [
  ["左上", "上", "右上"],
  ["左",   None,  "右"],
  ["左下", "下", "右下"]
]

def direction_to_dxdy(direction, big_num):
  for y in range(3):
    for x in range(3):
      if direction == DELTAS[y][x]:
        return [x - 1, y - 1]
  return [big_num, big_num]


def num_direction(num, size, direction):
  x0, y0 = [num % size, num // size]
  if (0 <= x0 <= size and 0 <= y0 <= size):
    dx, dy = direction_to_dxdy(direction, size * 10)
    x1, y1 = [x0 + dx, y0 + dy]
    if 0 <= x1 <= size and 0 <= y1 <= size:
      return y1 * size + x1
  return None

# 入力例
SIZE = 4
print(num_direction(0, SIZE, "左"))   #  => None
print(num_direction(0, SIZE, "上"))   #  => None
print(num_direction(0, SIZE, "右"))   #  => 1
print(num_direction(0, SIZE, "下"))   #  =>　４
print()

print(num_direction(5, SIZE, "左"))   #  => 4
print(num_direction(5, SIZE, "上"))   #  => 1
print(num_direction(5, SIZE, "右"))   #  => 6
print(num_direction(5, SIZE, "下"))   #  => 9 
print()

print(num_direction(-1, SIZE, ""))  # => None
print(num_direction(16, SIZE, ""))  # => None
print(num_direction(1,  SIZE, "斜")) # => None

実行例

移動先の名前を変更したり、
1 つ隣だけでなく 2 つ隣の場合も扱うようにするといったことが
DELTAS の設定の変更と direction_to_dxdy() の少しの変更だけで行えます。