Pythonのコレクション型入門：リスト、タプル、辞書、セットを理解しよう

Pythonには複数の要素をまとめて扱う「コレクション型」というデータ構造が標準で用意されています。

コレクション型を理解することで、データの整理や操作がぐっと楽になり、プログラムの可読性や保守性も向上します。

本記事では、初心者向けに以下の4つのコレクション型を丁寧に解説します。

1. リスト（list）
2. タプル（tuple）
3. 辞書（dict）
4. セット（set）

さらに、最後に「演習問題」と「解答例」を用意しました。学んだ内容を実際に手を動かして復習しましょう。

リスト（list）

１次元リストの基本

リストとは？

リストは順序付きの可変長シーケンスです。

要素の追加・削除が自由にでき、重複を許します。

fruits = ['apple', 'banana', 'orange']

主な操作

print(fruits[0])   # 'apple'
print(fruits[-1])  # 'orange'

fruits.append('grape')    # 末尾に追加
fruits.insert(1, 'melon') # インデックス1に挿入
fruits.remove('banana')   # 指定要素を削除
fruits.pop()              # 末尾を取り出して削除

nums = [1, 2, 3, 4, 5]
print(nums[1:4])  # [2, 3, 4]

２次元リストの基本

作成方法

2次元リストは「リストのリスト」です。例えば、3行2列の表を表現できます。

# 3行2列の2次元リスト
matrix = [
    [1, 2],
    [3, 4],
    [5, 6],
]

上記のmatrixは以下のようなイメージです。

要素へのアクセス

最初の[行番号]で行を指定し、その後の[列番号]で列を指定します。

print(matrix[0][1])  # 2（1行目、2列目）
print(matrix[2][0])  # 5（3行目、1列目）

各種操作

for row in matrix:
    for item in row:
        print(item, end=" ")
    print()

1 2 
3 4 
5 6 

# 行の追加
matrix.append([7, 8])

# 列の追加（各行の末尾に要素を追加）
for row in matrix:
    row.append(0)

# 行の削除
matrix.pop(1)  # 2行目（インデックス1の行）を削除

# 列の削除（各行の末尾要素を削除）
for row in matrix:
    row.pop()

# 4行3列のゼロ埋め2次元リスト
zero_matrix = [[0 for _ in range(3)] for _ in range(4)]

３次元リストの基本

作成方法

3次元リストは「2次元リストのリスト」です。例えば、2つの3行2列の「表」をまとめるイメージです。

# 2つの3×2マトリクスをまとめた3次元リスト
tensor = [
    [
        [1, 2],
        [3, 4],
        [5, 6],
    ],
    [
        [7, 8],
        [9, 10],
        [11, 12],
    ],
]

要素へのアクセス

tensor[マトリクス番号][行番号][列番号] の順に指定します。

print(tensor[0][1][1])  # 4：0番目マトリクスの2行2列目
print(tensor[1][2][0])  # 11：1番目マトリクスの3行1列目

各種操作

for matrix in tensor:
    for row in matrix:
        for item in row:
            print(item, end=" ")
        print()
    print("--- マトリクス区切り ---")

1 2 
3 4 
5 6 
--- マトリクス区切り ---
7 8 
9 10 
11 12 

# 2×3×4 の3次元リストをゼロ初期化
zeros_3d = [[[0 for _ in range(4)] for _ in range(3)] for _ in range(2)]

タプル（tuple）

タプルとは？

タプルはリストに似ていますが「不変（immutable）」です。定義後に要素の変更はできません。

point = (10, 20)

タプルの特徴と使い所

• 要素の更新・削除ができないので、関数の戻り値や定数データとして使うと安全。
• リストに比べてメモリ使用量が少しだけ少ない。

基本操作

x, y = point        # アンパック
print(point[0])     # 10
print(len(point))   # 2
# point[0] = 5    # エラー：TypeError

辞書（dict）

辞書とは？

辞書は「キーと値」の組み合わせを管理するマッピング型です。キーは不変型（数値、文字列、タプルなど）しか使えません。

person = {
    'name': 'Alice',
    'age': 30,
    'city': 'Tokyo'
}

主な操作

print(person['name'])    # 'Alice'
person['age'] = 31       # 更新
person['job'] = 'Engineer'  # 新規キー追加

if 'city' in person:
    print('City:', person['city'])

del person['job']
person.pop('city')       # 削除して値を返す

for key, value in person.items():
    print(key, '→', value)

セット（set）

セットとは？

セットは「重複を許さない順序なしコレクション」です。集合演算（和・積・差）などもサポート。

colors = {'red', 'green', 'blue'}

主な操作

colors.add('yellow')
colors.remove('green')

a = {1, 2, 3}
b = {2, 3, 4}
print(a | b)  # 和集合 {1,2,3,4}
print(a & b)  # 積集合 {2,3}
print(a - b)  # 差集合 {1}

enumerateを使用したコレクション操作

「何番目の要素か」を同時に取得したい場合、for 文とカウンタ変数を組み合わせる方法もありますが、よりシンプルに書けるのが enumerate 関数です。

enumerate とは？

enumerate は Python の組み込み関数のひとつで、以下のような特徴があります。

• イテラブル（リストやタプル、文字列など）を受け取り、「インデックス番号」と「要素」 のタプルを返す
• 内部でカウンタを用意してくれるため、手動で i += 1 のような処理が不要
• デフォルトでは 0 から始まるが、任意の開始番号を指定できる

>>> fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
>>> for index, fruit in enumerate(fruits):
...     print(index, fruit)
0 apple
1 banana
2 cherry

基本的な使い方

enumerate(iterable, start=0)

names = ["Alice", "Bob", "Charlie"]
for idx, name in enumerate(names):
    print(f"{idx}番目の名前は{name}です。")

0番目の名前はAliceです。
1番目の名前はBobです。
2番目の名前はCharlieです。

開始カウントの変更

デフォルトの 0 ではなく、1 から数えたい場合は、start=1 を指定します。

for idx, name in enumerate(names, start=1):
    print(f"{idx}番目の名前は{name}です。")

1番目の名前はAliceです。
2番目の名前はBobです。
3番目の名前はCharlieです。

応用例

person = {"name": "太郎", "age": 30, "city": "東京"}
for idx, (key, value) in enumerate(person.items(), start=1):
    print(f"{idx}. {key} → {value}")

1. name → 太郎
2. age → 30
3. city → 東京

fruits = ["りんご", "みかん", "ぶどう"]
indexed = [(i, fruit) for i, fruit in enumerate(fruits)]
print(indexed)
# -> [(0, 'りんご'), (1, 'みかん'), (2, 'ぶどう')]

注意点

for tpl in enumerate(fruits):
    print(tpl)  # (0, 'りんご'), (1, 'みかん'), ...

まとめ

演習問題

1. リスト操作
   nums = [1, 2, 3, 4, 5] の末尾に 6 を追加し、先頭の要素を削除してください。
2. タプルのアンパック
   coords = (100, 200, 300) をアンパックして変数 x, y, z に代入し、それぞれを表示してください。
3. 辞書の更新とループ
   student = {‘name’:’Bob’, ‘score’: 80} にキー grade を追加して値を ‘B’ に設定し、辞書の全キーと値をループで表示してください。
4. セットの集合演算
   A = {‘apple’, ‘orange’, ‘banana’} と B = {‘banana’, ‘kiwi’} の和集合と差集合を求めて表示してください。
5. 応用問題
   次の辞書 data = {‘a’:[1,2], ‘b’:(3,4), ‘c’:{5,6}} において、キー ‘a’ のリストに 3 を追加し、キー ‘b’ のタプルをアンパックして合計値を計算し、キー ‘c’ のセットに 7 を追加した後の data を表示してください。

解答例

# 1. リスト操作
nums = [1, 2, 3, 4, 5]
nums.append(6)      # [1,2,3,4,5,6]
nums.pop(0)         # 先頭を削除 → [2,3,4,5,6]
print(nums)

# 2. タプルのアンパック
coords = (100, 200, 300)
x, y, z = coords
print(x, y, z)      # 100 200 300

# 3. 辞書の更新とループ
student = {'name':'Bob', 'score': 80}
student['grade'] = 'B'
for key, value in student.items():
    print(f"{key} → {value}")
# name → Bob
# score → 80
# grade → B

# 4. セットの集合演算
A = {'apple', 'orange', 'banana'}
B = {'banana', 'kiwi'}
print("和集合:", A | B)  # {'apple','orange','banana','kiwi'}
print("差集合:", A - B)  # {'apple','orange'}

# 5. 応用問題
data = {'a':[1,2], 'b':(3,4), 'c':{5,6}}
# 'a'のリストに3を追加
data['a'].append(3)        # [1,2,3]
# 'b'のタプルをアンパックして合計
b1, b2 = data['b']
sum_b = b1 + b2            # 7
print("bの合計:", sum_b)
# 'c'のセットに7を追加
data['c'].add(7)           # {5,6,7}
print(data)

以上で「Pythonのコレクション型入門：リスト、タプル、辞書、セットを理解しよう」の解説を終わります。

各コレクション型の特徴を比較しつつ、実際に手を動かして学習することで、Pythonプログラミングの基礎力が確実に身につきます。

頑張って演習問題にも取り組んでみてください！