【ITニュース解説】Code Wars - 6kyu 'Split Strings' solution in Python

プログラミングのスキルを向上させるためには、具体的な課題解決を通じて学習内容を実践することが極めて重要である。ここでは、プログラミング問題の共有サイト「Codewars」で出題された「Split Strings」という課題を題材に、問題を解決するための論理的な思考プロセスと、プログラミング言語Pythonを用いた具体的な実装方法を解説する。この課題は、与えられた一つの文字列を、2文字ずつのペアに分割してリスト形式で返すというものである。ただし、一つ重要な条件が存在する。もし元の文字列の文字数が奇数であった場合、最後のペアが2文字になるように、末尾にアンダースコア（）を補わなければならない。例えば、「abc」という3文字の文字列が与えられた場合、結果は「'ab'」と「'c'」という二つの要素を持つリスト、['ab', 'c_']となる必要がある。一方、「abcdef」のように偶数長の文字列であれば、単純に2文字ずつ区切り、['ab', 'cd', 'ef']というリストを生成する。この課題は、文字列の操作、条件分岐、繰り返し処理といった、プログラミングの基本的な要素を効果的に学ぶことができる良い例題である。

問題を解決するにあたり、まず最初に取り組むべきは、要件の中でも特に注意を要する「エッジケース」、つまり特殊な条件の処理方法を考えることである。この課題におけるエッジケースは、前述の通り文字列の長さが奇数である場合だ。この処理を後回しにすると、文字列を分割する中心的なロジックが複雑化する恐れがある。そこで、プログラムの最初にこの問題を解決してしまうのが賢明なアプローチである。具体的には、まず与えられた文字列の長さを調べ、それが奇数かどうかを判定する。もし奇数であれば、文字列の末尾にアンダースコアを一つ追加する。この事前処理を行うことで、以降の処理対象となる文字列は常に偶数長であることが保証される。これにより、中核となる分割処理のロジックを、偶数長の場合のみを考えればよいシンプルなものにできる。Pythonでは、文字列の長さを取得するlen()関数と、割り算の余りを計算する剰余演算子「%」を組み合わせることで、この判定を簡単に行える。具体的には、「len(s) % 2 != 0」という条件式で、文字列sの長さを2で割った余りが0でない、つまり1であるかどうかを判定する。この条件が真であれば、文字列は奇数長であるため、「s += '_'」という処理で文字列の末尾にアンダースコアを連結する。この最初のステップが、全体のプログラムを安定して動作させるための重要な基盤となる。

文字列が常に偶数長であることが保証されたら、次はいよいよ文字列を2文字ずつのペアに分割する処理を実装する。この処理には、文字列を先頭から順番に、一定の規則に従って処理していく「繰り返し処理」が最適である。Pythonではforループを用いるのが一般的だ。ただし、今回は1文字ずつではなく2文字ずつ処理を進める必要がある。このような場合、range()関数の3番目の引数である「ステップ」が非常に役立つ。for i in range(0, len(s), 2)のように記述すると、ループカウンタ変数iは0から始まり、文字列sの長さ未満まで、2ずつ増加していく。つまり、iの値は0, 2, 4, 6...と変化する。これにより、各ペアの先頭文字のインデックスを正確に指し示すことが可能になる。ループの各繰り返し処理の中では、現在のインデックスiを基点として2文字を切り出す必要がある。ここで活用するのが、文字列やリストの一部を抜き出す「スライス」という機能だ。Pythonでは「s[i:i+2]」と記述することで、文字列sのインデックスi番目から、i+2番目の直前まで、すなわちi番目とi+1番目の2文字分を部分文字列として取得できる。このループとスライスのテクニックを組み合わせることで、偶数長の文字列を効率的に2文字ずつのペアに分解していくことができる。

ループ処理によって生成された2文字ずつのペアは、最終的に一つのリストにまとめて返す必要がある。そのため、繰り返し処理を開始する前に、結果を格納するための空のリストをまず用意しておく。例えば、「ls = []」のように変数を初期化する。そして、forループの中でスライスによって2文字のペアが生成されるたびに、リストに要素を追加するappend()メソッドを呼び出し、そのペアをリストに格納していく。具体的には「ls.append(s[i:i+2])」という一行をループ内に記述する。この処理をループが終了するまで繰り返すことで、元の文字列から生成された全てのペアが、順番通りにリストlsに格納されていく。全ての繰り返しが完了した後、このリストが求める最終結果となる。したがって、関数の最後に「return ls」と記述し、完成したリストを関数の呼び出し元に返却すれば、すべての処理が完了する。このように、問題を小さなステップに分解し、それぞれに適したプログラミングの機能やテクニックを適用していくことで、一見複雑に見える要件も、論理的かつ簡潔なコードで実現できる。この思考プロセスは、あらゆるプログラミング課題に応用可能な、基本的かつ強力な問題解決手法である。