Pythonで多次元配列を扱う方法【初心者向け】

初心者向けにPythonで多次元配列を扱う方法について解説しています。最初に多次元配列とは何か、どういう構造をしているのかを図で見ながら捉えていきます。次に多次元配列の基本の書き方、実際の例を見ていきましょう。

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Pythonで多次元配列を扱う方法について解説します。

Pythonについてそもそもよく分からないという方は、Pythonとは何なのか解説した記事をまずご覧ください。

 

なお本記事は、TechAcademyのPythonオンライン講座の内容をもとにしています。

 

田島悠介

今回は、Pythonに関する内容だね!

大石ゆかり

どういう内容でしょうか?

田島悠介

多次元配列を扱う方法について詳しく説明していくね!

大石ゆかり

お願いします!

 

多次元配列とは

配列には次元があります。次元とは配列の深さという意味で、[ ]を使って表します。中でも2次元以上の配列を多次元配列といいます。配列はイメージで考えると分かりやすいでしょう。

1次元配列は以下のようなイメージです。横一直線に要素が並んでいます。要素は順番をxとすると「x」のように指定することができます。

2次元配列は以下のようなイメージです。表のように、行列方向に要素が並んでいます。要素は行をy、列をxとすると「y, x」のように指定することができます。ここでポイントですが、行yを指定すると、1次元配列と同じ形で配列を取り出すことができます。

3次元配列は以下のようなイメージです。ルービックキューブのように、立体的に要素が並んでいます。要素は奥行きをz、行をy、列をxとすると「z, y, x」のように指定することができます。こちらも奥行きzと行yを指定すると、1次元配列と同じ形で配列を取り出すことができます。

 

多次元配列の書き方

配列の書き方は以下のとおりです。

[要素1, 要素2, 要素3...]

多次元配列は、要素として配列を指定します。例えば2次元配列の書き方は以下のとおりです。

[ [要素1, 要素2, 要素3], [要素4, 要素5, 要素6], ... ]

同様に、3次元配列は以下のように書くことが出来ます。

[ [ [要素1, 要素2, 要素3], [要素4, 要素5, 要素6] ] , [ [要素7, 要素8, 要素9], [要素10, 要素11, 要素12] ],  ... ]

次元が多く(深く)なるにつれ、[ ]で囲うのがポイントです。

 

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実際に多次元配列を書いてみよう

今回のサンプルプログラムでは、ランダムな数字12個を、1次元、2次元、3次元の配列で書き、要素の取り出し方を確認します。

はじめに1次元配列です。

array1 = [8, 4, 1, 7, 2, 12, 6, 11, 3, 5, 9, 10]
print(array1[3])

実行結果は以下のようになります。要素の番号は0から始まりますので3番目の「7」が表示されます。

7

次に2次元配列です。0行目が「[8, 4, 1, 7, 2, 12]」、1行目が「[6, 11, 3, 5, 9, 10]」となります。

array2 = [[8, 4, 1, 7, 2, 12],[6, 11, 3, 5, 9, 10]]
print(array2[1][1])

実行結果は以下のようになります。1行目1列目を指定したので「11」が表示されます。

11

最後に3次元配列です。奥行き0が「[[8, 4, 1], [7, 2, 12]]」奥行き1が「[[6, 11, 3], [5, 9, 10]]」となります。

array3 = [[[8, 4, 1], [7, 2, 12]],[[6, 11, 3], [5, 9, 10]]]
print(array3[1][1][2])

実行結果は以下のようになります。奥行き1の1行目2列目を指定したので「10」が表示されます。

10

もちろん、3次元以上の配列も定義することができます。例えば実際の開発現場で良く行うカラー画像を分析する場合、以下のように4次元で要素を指定することになります。

画像の番号, 1画像中のピクセル位置y, 1画像中のピクセル位置x, 1ピクセル中の色(R, G, B)
この記事を監修してくれた方

太田和樹(おおたかずき)
ITベンチャー企業のPM兼エンジニア

普段は主に、Web系アプリケーション開発のプロジェクトマネージャーとプログラミング講師を行っている。守備範囲はフロントエンド、モバイル、サーバサイド、データサイエンティストと幅広い。その幅広い知見を生かして、複数の領域を組み合わせた新しい提案をするのが得意。

開発実績:画像認識技術を活用した駐車場混雑状況把握(実証実験)、音声認識を活用したヘルプデスク支援システム、Pepperを遠隔操作するアプリの開発、大規模基幹系システムの開発・導入マネジメント

地方在住。仕事のほとんどをリモートオフィスで行う。通勤で消耗する代わりに趣味のDIYや家庭菜園、家族との時間を楽しんでいる。

 

大石ゆかり

内容分かりやすくて良かったです!

田島悠介

ゆかりちゃんも分からないことがあったら質問してね!

大石ゆかり

分かりました。ありがとうございます!

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