python リスト 要素変動 エラー回避 簡潔なコード

Question

エラーが出ることが予測されるコードで
エラーを回避しようとするコードにしようとした場合、
冗長になってしまうのですが、良い対処方法を教えていただけないでしょうか。

実行環境は以下の通りです。
Windows10
google colab
Python 3.7.13

以下のようにリストの各要素に対して処理をするコードがあるとします。
サンプルコードのように a, b, c では要素がある以上、できるだけ値を入れたいと考えています。
ポイントはリストの要素の数が一定ではないということです。

下記のコード①ですと
lists の要素数は4個ですが、これが処理の流れによっては変動してしまいます。
（しかし大体は4個程度を想定しており、10個20個になることはありません。）
コード①は4個の要素に対して、それぞれ処理をしているので、エラーになることはありません。

# ①
lists = [2947, 683, 1057, 9301]
a = lists[0] / lists[1]
b = lists[1] / lists[2]
c = lists[2] / lists[3]
print(a, b, c)

しかしリストの要素数が減り、例えば2個などになってしまうと
コード①ではエラーが出てしまいます。
その回避方法としてコード②のように
if で場合分けをすることを考えたのですが、
変動する要素数それぞれで場合分けをしなくてはならず、冗長になってしまいます。
（コード②では要素数4個までの場合分けで止めています。）

# ②
lists = [2947, 683]
if len(lists) == 1:
  a = '-'
  b = '-'
  c = '-'
elif len(lists) == 2:
  a = lists[0] / lists[1]
  b = '-'
  c = '-'
elif len(lists) == 3:
  a = lists[0] / lists[1]
  b = lists[1] / lists[2]
  c = '-'
elif len(lists) == 4:
  a = lists[0] / lists[1]
  b = lists[1] / lists[2]
  c = lists[2] / lists[3]
print(a, b, c)

try except の使用も考えてはみましたが、
結局 a, b , c それぞれにできるだけ値を入れたいというのを考えと、
exceptの部分でコード②のような場合分けをしないといけないことになってしまいました。

上記のような処理の場合、a, b, c に値はできる限りいれつつも、より簡潔に（一回一回場合分けをしなくても済むような）エラー対処をできる構文はこざいますでしょうか。
長くて分かりにくい部分もあり、申し訳ございませんが、教えて頂けますと幸いです。

Answer 1

その a、b、c もリストにしましょうよ
んで、listsの要素数でループさせたらいいでしょ

Answer 2

以下のような感じでどうでしょう。

for lists in [[2947, 683, 1057, 9301],[2947,683]]:
    lists = lists[:4]
    ret = ['-','-','-']
    for i in range(len(lists)-1):
        ret[i] = lists[i] / lists[i+1]
    a, b, c = ret
    print(a, b, c)

# 4.314787701317716 0.6461684011352885 0.11364369422642727
# 4.314787701317716 - -

Answer 3

ひとつの考え方として、

• listsが [2947, 683] や [2947, 683, 1057] などのように要素数が4未満だった場合には「データが欠損している」と考えて、何か別の値で欠損分を補完して長さを4に合わせてから主目的の計算を行う

というアプローチがあると思います。

この考え方でいくとすると、何で補完するか？ということになりますが、今回の場合は

• 除算の除数、あるいは被除数と除数の両方にその値が使われたときに、エラーにはならないが結果が無効な値になるような値

が望ましいですが、そのような値としては math モジュールの nan を使えます。

from math import nan 

具体的には基準になる長さを

LEN = 4

としておいて、与えられた lists に対して

lists = lists + [nan for _ in range(LEN-len(lists))] 

とすると、lists は基準の長さに足りない分のnanが後ろに詰められたリストになります。

こうしておくと、隣り合った要素どうしで除算した結果のリストを得るにはたとえば

[*map(lambda x: x[0]/x[1], zip(lists, lists[1:]))]

とすればよいです。有効な数値をnan で割ったり nanをnanで割ってもエラーにはならず、結果もまた nan になってくれるという所がミソです。

以下は隣り合った要素どうしで除算した結果のリストを得るところを関数にして、長さが1から4までのデータで試すコードです。

from math import nan 


LEN = 4  # 基準となるデータ長

def quotientsOfNeighbors(lists):
  lists = lists + [nan for _ in range(LEN-len(lists))]  # 基準の長さに足りない分を nan で補完する
  return [*map(lambda x: x[0]/x[1], zip(lists, lists[1:]))]  # 隣り合う要素どうしで除算した結果のリストを返す
  

samples = [
  [2947],
  [2947, 683],
  [2947, 683, 1057],
  [2947, 683, 1057, 9301]
]

for lists in samples:
  a, b, c = quotientsOfNeighbors(lists)
  print('lists:%s, a:%.3f, b:%.3f, c:%.3f' % (lists, a, b, c))
  

lists:[2947], a:nan, b:nan, c:nan
lists:[2947, 683], a:4.315, b:nan, c:nan
lists:[2947, 683, 1057], a:4.315, b:0.646, c:nan
lists:[2947, 683, 1057, 9301], a:4.315, b:0.646, c:0.114

• 👉 https://replit.com/@su507/4ytk8jpklhc8tn#main.py

Comments

[tttkkk]

nanを使う方法は全く頭にありませんでした。
新しい知識をありがとうございます。

初心者すぎる質問でしたら申し訳ないのですが、
lists = lists + [nan for _ in range(LEN-len(lists))]
という分において、
for の後に _ がございます。

この _ はどのような意味合いで使用しているのでしょうか。

お手数ですが教えていただけると助かります。

[退会済みユーザー]

たとえば 0 始まりで偶数を 5 個含むリストを作りたい場合に、リスト内包表記では

[n * 2 for n in range(5)]

とすればよいですね。この場合 n は 0, 1, 2, 3, 4 と変化していき、これらに応じた n * 2 がリストの要素になるわけです。では同じく n は 0, 1, 2, 3, 4 と変わるけれども、要素は 1 で変わらないようなリスト

[1, 1, 1, 1, 1]

を作るにはどうすればよいかというと、さきほどの n * 2 が (nを含まない定数の) 1 になればよいので

[1 for n in range(5)]

によって 1 を 5個含むリストを作ることができます。
そしてこの場合、変数 n は使われていませんが、使われない変数を表すときに変数名を _ だったり
または _ 始まりの例えば _n という名前にするのが慣例になっていることがあります。
これに倣うと
[1 for n in range(5)]
よりも、
[1 for _ in range(5)]
と書くのがより良いコードと言えることになります。回答にあるコードの

[nan for _ in range(LEN-len(lists))]

の _ もそれに従ったものです。

ちなみに 1 を5個含むリストを作るには

[1] * 5

と書く方が手短かに済みますね。これを使うと、[nan for _ in range(LEN-len(lists))] は以下で済みます。

[nan] * (LEN-len(lists))

[tttkkk]

コメントの確認が遅くなってしまいました。
ご丁寧にどうもありがとうございます。

また一つ勉強になりました。
実際に行いコードに実装してみまして試させていただきます。

Answer 4

zip関数を使うといいですよ。

>>> lists = [2947, 683, 1057, 9301]
>>> print(*[a / b for a, b in zip(lists, lists[1:])])
4.314787701317716 0.6461684011352885 0.11364369422642727
>>> lists = [2947, 683]
>>> print(*[a / b for a, b in zip(lists, lists[1:])])
4.314787701317716

不足分を - で補う場合：

def calc(data, size=3):
    values = [a / b for a, b in zip(lists, lists[1:])]
    return values + ['-'] * (size - len(values))

lists = [2947, 683, 1057, 9301]
a, b, c = calc(lists)
print(a, b, c)
lists = [2947, 683]
a, b, c = calc(lists)
print(a, b, c)

4.314787701317716 0.6461684011352885 0.11364369422642727
4.314787701317716 - -

Answer 5

苦肉の策ではあるものの、守備範囲が広い案として。

def if_error(func, default):
    try:
        return func()
    except Exception:
        return default

a = if_error(lambda: lists[0] / lists[1], '-')
b = if_error(lambda: lists[1] / lists[2], '-')
c = if_error(lambda: lists[2] / lists[3], '-')