【初心者向け】Pythonでリストの要素を変更する方法と注意点まとめ

python

「リストの特定の値だけを書き換えたい」
「まとめて複数の値を置き換えたい」
「条件に応じて柔軟に変更したい」

そんな疑問を解決するために、今回はリストの要素を変更する方法について、初心者の方でも理解できるように詳しく説明していきます。

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まずはリストの基本をおさらい

pythonのリストがどう構成されているかを確認しておきましょう。

リストの基本構造

# リストの作成
fruits = ["りんご", "バナナ", "みかん", "ぶどう"]
print(fruits)  # ['りんご', 'バナナ', 'みかん', 'ぶどう']

# インデックス（番号）でアクセス
print(fruits[0])   # りんご  （0番目）
print(fruits[1])   # バナナ  （1番目）
print(fruits[2])   # みかん  （2番目）
print(fruits[3])   # ぶどう  （3番目）

重要なポイント：pythonのインデックスは0から始まります。

負のインデックスも使える

fruits = ["りんご", "バナナ", "みかん", "ぶどう"]

print(fruits[-1])  # ぶどう  （最後の要素）
print(fruits[-2])  # みかん  （後ろから2番目）
print(fruits[-3])  # バナナ  （後ろから3番目）
print(fruits[-4])  # りんご  （後ろから4番目）

単一要素の変更方法

最も基本的な操作は、特定のインデックスの値を直接書き換えることです。

リスト[インデックス] = 値

基本的な変更方法

fruits = ["りんご", "バナナ", "みかん", "ぶどう"]
print("変更前:", fruits)  # ['りんご', 'バナナ', 'みかん', 'ぶどう']

# 1番目の要素（バナナ）を変更
fruits[1] = "いちご"
print("変更後:", fruits)  # ['りんご', 'いちご', 'みかん', 'ぶどう']

# 最後の要素を変更
fruits[-1] = "メロン"
print("最終結果:", fruits)  # ['りんご', 'いちご', 'みかん', 'メロン']

複数の要素を個別に変更

numbers = [10, 20, 30, 40, 50]
print("変更前:", numbers)  # [10, 20, 30, 40, 50]

# 複数の要素を個別に変更
numbers[0] = 100
numbers[2] = 300
numbers[4] = 500
print("変更後:", numbers)  # [100, 20, 300, 40, 500]

よくある間違い：範囲外インデックス

fruits = ["りんご", "バナナ", "みかん"]

# 間違い：存在しないインデックス
# fruits[3] = "メロン"  # IndexError: list index out of range

# 正しい：事前に長さを確認
if len(fruits) > 3:
    fruits[3] = "メロン"
else:
    print(f"インデックス3は存在しません。リストの長さ: {len(fruits)}")

スライスを使った複数要素の変更

スライス（slice）を使えば、複数の要素をまとめて置き換えることができます。

基本的なスライス変更

fruits = ["りんご", "バナナ", "みかん", "ぶどう", "もも"]
print("変更前:", fruits)

# 最初の2つを変更
fruits[:2] = ["スイカ", "メロン"]
print("変更後:", fruits)  # ['スイカ', 'メロン', 'みかん', 'ぶどう', 'もも']

# 1番目から3番目まで変更
fruits[1:4] = ["キウイ", "パイナップル"]
print("最終結果:", fruits)  # ['スイカ', 'キウイ', 'パイナップル', 'もも']

サイズが異なる要素での置き換え

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
print("変更前:", numbers)  # [1, 2, 3, 4, 5]

# 3つの要素を1つに置き換え
numbers[1:4] = [100]
print("変更後:", numbers)  # [1, 100, 5]

# 1つの要素を複数に置き換え
numbers[1:2] = [200, 300, 400]
print("最終結果:", numbers)  # [1, 200, 300, 400, 5]

ステップを指定した変更

numbers = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
print("変更前:", numbers)

# 2個おきの要素を変更
numbers[::2] = [10, 12, 14, 16, 18]
print("変更後:", numbers)  # [10, 1, 12, 3, 14, 5, 16, 7, 18, 9]

# 特定範囲の2個おきを変更
numbers = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
numbers[1:8:2] = [11, 13, 15, 17]
print("範囲指定変更:", numbers)  # [0, 11, 2, 13, 4, 15, 6, 17, 8, 9]

条件付きでリストの要素を変更する方法

特定の条件を満たす要素だけを変更したい場合の方法です。

for文とif文を使った変更

fruits = ["りんご", "バナナ", "みかん", "バナナ", "ぶどう"]
print("変更前:", fruits)

# すべての「バナナ」を「マンゴー」に変更
for i in range(len(fruits)):
    if fruits[i] == "バナナ":
        fruits[i] = "マンゴー"

print("変更後:", fruits)  # ['りんご', 'マンゴー', 'みかん', 'マンゴー', 'ぶどう']

enumerateを使った変更

scores = [85, 92, 76, 88, 95, 73]
print("変更前:", scores)

# 80点未満を80点に変更
for i, score in enumerate(scores):
    if score < 80:
        scores[i] = 80

print("変更後:", scores)  # [85, 92, 80, 88, 95, 80]

リスト内包表記を使った変更

# 新しいリストを作成する場合
temperatures = [18, 25, 32, 19, 28, 35]
print("変更前:", temperatures)

# 30度以上を「暑い」、それ以外を「普通」に変更
weather = ["暑い" if temp >= 30 else "普通" for temp in temperatures]
print("変更後:", weather)  # ['普通', '普通', '暑い', '普通', '普通', '暑い']

# 元のリストを置き換える場合
temperatures[:] = [temp if temp < 30 else 30 for temp in temperatures]
print("温度調整後:", temperatures)  # [18, 25, 30, 19, 28, 30]

複雑な条件での変更

students = [
    {"name": "太郎", "score": 85},
    {"name": "花子", "score": 92},
    {"name": "次郎", "score": 76},
    {"name": "美香", "score": 88}
]

print("変更前:")
for student in students:
    print(f"{student['name']}: {student['score']}点")

# 80点未満の学生のスコアを80点に変更
for student in students:
    if student["score"] < 80:
        student["score"] = 80

print("\n変更後:")
for student in students:
    print(f"{student['name']}: {student['score']}点")

特定の値を検索して変更する

indexメソッドを使った変更

colors = ["赤", "青", "緑", "青", "黄"]
print("変更前:", colors)

# 最初に見つかった「青」を「紫」に変更
try:
    index = colors.index("青")
    colors[index] = "紫"
    print("変更後:", colors)  # ['赤', '紫', '緑', '青', '黄']
except ValueError:
    print("指定した値が見つかりませんでした")

すべての該当する値を変更

def replace_all(lst, old_value, new_value):
    """リスト内のすべての指定値を新しい値に変更"""
    for i in range(len(lst)):
        if lst[i] == old_value:
            lst[i] = new_value

colors = ["赤", "青", "緑", "青", "黄", "青"]
print("変更前:", colors)

replace_all(colors, "青", "紫")
print("変更後:", colors)  # ['赤', '紫', '緑', '紫', '黄', '紫']

要素の変更で注意すべきポイント

ミュータブルとイミュータブルの違い

# リスト（ミュータブル：変更可能）
my_list = [1, 2, 3]
my_list[0] = 100  # OK
print(my_list)    # [100, 2, 3]

# タプル（イミュータブル：変更不可）
my_tuple = (1, 2, 3)
# my_tuple[0] = 100  # TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

# 文字列（イミュータブル：変更不可）
my_string = "hello"
# my_string[0] = "H"  # TypeError: 'str' object does not support item assignment

参照による影響

# 同じリストを参照している場合
original = [1, 2, 3, 4, 5]
reference = original  # 同じオブジェクトを参照

reference[0] = 100
print("original:", original)    # [100, 2, 3, 4, 5] ← 変更される
print("reference:", reference)  # [100, 2, 3, 4, 5]

# コピーを作成する場合
original = [1, 2, 3, 4, 5]
copy_list = original.copy()  # または original[:] や list(original)

copy_list[0] = 200
print("original:", original)    # [1, 2, 3, 4, 5] ← 変更されない
print("copy_list:", copy_list)  # [200, 2, 3, 4, 5]

ネストされたリスト（2次元リスト）での変更

matrix = [
    [1, 2, 3],
    [4, 5, 6],
    [7, 8, 9]
]

print("変更前:")
for row in matrix:
    print(row)

# 特定の要素を変更
matrix[1][2] = 100  # 2行目の3列目を変更
print("\n変更後:")
for row in matrix:
    print(row)
# [1, 2, 3]
# [4, 5, 100]
# [7, 8, 9]

# 行全体を変更
matrix[0] = [10, 20, 30]
print("\n行全体変更後:")
for row in matrix:
    print(row)
# [10, 20, 30]
# [4, 5, 100]
# [7, 8, 9]

ネストされたリストのコピー問題

# 浅いコピーの問題
original = [[1, 2], [3, 4]]
shallow_copy = original.copy()

shallow_copy[0][0] = 100
print("original:", original)      # [[100, 2], [3, 4]] ← 内部も変更される
print("shallow_copy:", shallow_copy)  # [[100, 2], [3, 4]]

# 深いコピーの解決法
import copy

original = [[1, 2], [3, 4]]
deep_copy = copy.deepcopy(original)

deep_copy[0][0] = 200
print("original:", original)    # [[1, 2], [3, 4]] ← 変更されない
print("deep_copy:", deep_copy)  # [[200, 2], [3, 4]]

実践的な使用例

データの正規化

def normalize_data(data, min_val=0, max_val=100):
    """データを指定した範囲に正規化する"""
    if not data:
        return
    
    current_min = min(data)
    current_max = max(data)
    range_current = current_max - current_min
    range_target = max_val - min_val
    
    for i in range(len(data)):
        if range_current != 0:
            normalized = (data[i] - current_min) / range_current * range_target + min_val
            data[i] = round(normalized, 2)

# 使用例
scores = [65, 78, 92, 45, 88, 76, 95]
print("正規化前:", scores)
normalize_data(scores)
print("正規化後:", scores)

不正データの修正

def clean_data(data):
    """データのクリーニングを行う"""
    for i in range(len(data)):
        # 負の値を0に変更
        if isinstance(data[i], (int, float)) and data[i] < 0:
            data[i] = 0
        
        # 空文字列を"不明"に変更
        if data[i] == "":
            data[i] = "不明"
        
        # Noneを"データなし"に変更
        if data[i] is None:
            data[i] = "データなし"

# 使用例
messy_data = [10, -5, "", 20, None, 15, -2]
print("クリーニング前:", messy_data)
clean_data(messy_data)
print("クリーニング後:", messy_data)

バッチ更新処理

def batch_update(products, discount_rate):
    """商品リストの価格を一括で割引する"""
    for product in products:
        if "price" in product:
            original_price = product["price"]
            discounted_price = original_price * (1 - discount_rate)
            product["price"] = round(discounted_price)
            product["original_price"] = original_price

# 使用例
products = [
    {"name": "商品A", "price": 1000},
    {"name": "商品B", "price": 1500},
    {"name": "商品C", "price": 800}
]

print("割引前:")
for product in products:
    print(f"{product['name']}: {product['price']}円")

batch_update(products, 0.2)  # 20%割引

print("\n20%割引後:")
for product in products:
    print(f"{product['name']}: {product['price']}円 (元価格: {product['original_price']}円)")

よくある質問

Q
リストの要素を変更した時、元のデータは保持される？
A

リスト自体は変更されますが、copy()や[:]でコピーを作ってから変更すれば元のデータを保持できます。

Q
文字列の中の一部を変更するには？
A

文字列はイミュータブルなので直接変更できません。replace()メソッドやスライスを使って新しい文字列を作ります。

text = "Hello World"
# text[0] = "h"  # エラー
new_text = "h" + text[1:]  # "hello World"
Q
大きなリストの要素を効率的に変更するには？
A

NumPyを使うと数値計算が高速になります。

import numpy as np

# 通常のリスト
data = [1, 2, 3, 4, 5] * 100000
for i in range(len(data)):
    data[i] *= 2

# NumPy配列（高速）
np_data = np.array([1, 2, 3, 4, 5] * 100000)
np_data *= 2
Q
リストの一部だけを条件付きで変更するには？
A

リスト内包表記と三項演算子を組み合わせると簡潔に書けます。

data = [1, 2, 3, 4, 5]
data[:] = [x * 2 if x % 2 == 0 else x for x in data]
print(data)  # [1, 4, 3, 8, 5]

まとめ

pythonのリスト要素変更は、データ処理の基本中の基本でありながら、実務でも非常に重要なスキルです。

おさらい：

  • 単一要素変更：list[index] = 新しい値
  • 複数要素変更：スライスを使った一括変更
  • 条件付き変更：for文やリスト内包表記での柔軟な変更
  • 注意点：参照問題、ネストされたリストでの深いコピーなど

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