【Python】内包表記の使い方｜リスト内包・辞書内包・条件付き・ネスト

内包表記（comprehension）は、forループとappendで書く処理を、1行で簡潔に書くPython特有の書き方です。[x * 2 for x in range(5)]のように書くと、[0, 2, 4, 6, 8]というリストが一発で作れます。Pythonらしいコードを書くうえで欠かせません。

つまずきやすいのは、条件のifを書く位置です。「絞り込み（フィルタ）」はifを末尾に、「値の変換（if-else）」は前に書きます。この違いを知らないとエラーになったり、意図と違う結果になったりします。この記事では、実機のPythonで確認しながら、内包表記の使い方を整理します。

内包表記はリストや辞書を作る書き方なので、リスト（list）の使い方、辞書（dict）の使い方、元になるforループで繰り返し処理を行う方法もあわせて読むと理解が深まります。

リスト内包表記の基本

基本の形は[式 for 変数 in 反復対象]です。forで取り出した変数を、前の「式」で加工した結果が、新しいリストになります。

# [式 for 変数 in 反復対象]
[x * 2 for x in range(5)]        # [0, 2, 4, 6, 8]

# 文字列のリストを加工する
names = ["yamada", "sato"]
[name.upper() for name in names]  # ['YAMADA', 'SATO']

# 既存リストから新しいリストを作る
nums = [1, 2, 3, 4]
[n ** 2 for n in nums]            # [1, 4, 9, 16]

forループとの比較（速度・可読性）

内包表記は、forループ＋appendとまったく同じことを短く書けます。並べて比べると分かりやすいです。

# for ループ＋append（従来の書き方）
result = []
for x in range(5):
    result.append(x * 2)
# result は [0, 2, 4, 6, 8]

# 内包表記（同じ結果を1行で）
result = [x * 2 for x in range(5)]

実機で100万件の処理を計測したところ、for＋appendより内包表記のほうが速い結果になりました（内包表記は内部で最適化されているためです）。短く書けて速い、というのが内包表記の魅力です。ただし、処理が複雑になりすぎると逆に読みにくくなるため、後述のようにシンプルな加工に向いていると覚えておきましょう。

条件で絞り込む（末尾のif）

「条件に合うものだけ」を残したいときは、forの後ろ（末尾）にifを書きます。これがフィルタ（絞り込み）です。

# 偶数だけ残す（末尾の if で絞り込み）
[x for x in range(10) if x % 2 == 0]   # [0, 2, 4, 6, 8]

# 負の数を除外する
nums = [-2, 3, -1, 5]
[x for x in nums if x > 0]             # [3, 5]

# 条件を複数つなげる
[x for x in range(20) if x % 2 == 0 if x > 5]   # [6, 8, 10, ...]

実機でも、[x for x in nums if x > 0]は負の数を除いた[3, 5]になりました。末尾のifは「残すかどうか」を決めるフィルタです。条件を満たさない要素は、結果のリストに入りません。

【重要】if-elseは前に置く

ここが混乱しやすいポイントです。「条件によって値を変える」場合はif-elseを使いますが、これは前（式の部分）に書きます。末尾のif（フィルタ）とは位置も意味も違います。

nums = [-2, 3, -1, 5]

# 末尾の if（フィルタ）: 負の数を「除外」する → 数が減る
[x for x in nums if x > 0]              # [3, 5]

# 前の if-else（変換）: 負の数を「0に置き換える」 → 数は同じ
[x if x > 0 else 0 for x in nums]       # [0, 3, 0, 5]

辞書内包表記・集合内包表記

内包表記はリストだけでなく、辞書や集合でも使えます。波かっこ{ }を使い、辞書はキー: 値、集合は値だけを書きます。

# 辞書内包表記 {キー: 値 for ...}
{x: x ** 2 for x in range(4)}     # {0: 0, 1: 1, 2: 4, 3: 9}

# 辞書のキーと値を入れ替える
d = {"a": 1, "b": 2}
{v: k for k, v in d.items()}      # {1: 'a', 2: 'b'}

# 集合内包表記 {値 for ...}（重複は自動で除かれる）
{x % 3 for x in range(10)}        # {0, 1, 2}

# 条件も付けられる
{x: x ** 2 for x in range(10) if x % 2 == 0}

実機でも、辞書内包で{0: 0, 1: 1, 2: 4, 3: 9}、キーと値の入れ替えで{1: 'a', 2: 'b'}、集合内包で重複を除いた{0, 1, 2}が得られました。辞書内包は「リストや別の辞書から、新しい辞書を一気に作る」のに便利です。

ネストした内包表記

内包表記の中にforを2つ書くと、ネスト（入れ子）したループになります。順番は外側のループを先に、内側を後に書きます。

# 2つの for を並べる（外側 → 内側の順）
[(x, y) for x in range(2) for y in range(2)]
# [(0, 0), (0, 1), (1, 0), (1, 1)]

# 2次元リストを平らにする（flatten）
matrix = [[1, 2], [3, 4], [5, 6]]
[n for row in matrix for n in row]   # [1, 2, 3, 4, 5, 6]

実機でも、2つのforを並べると、外側のループが先に回り、内側が後に回りました（通常の入れ子ループと同じ順番です）。2次元リストを1次元にする「flatten（平坦化）」は、この書き方の定番です。ただし、ネストが深くなると一気に読みにくくなるため、2段までを目安にするとよいでしょう。

ジェネレータ式（()でメモリ節約）

角かっこ[ ]の代わりに丸かっこ( )を使うと、ジェネレータ式になります。リスト内包がすべての結果を一度にメモリへ作るのに対し、ジェネレータ式は必要なときに1つずつ作るため、大きなデータでメモリを節約できます。

# リスト内包: 全要素をメモリに作る
squares_list = [x ** 2 for x in range(1000000)]   # 大量のメモリを使う

# ジェネレータ式: 1つずつ作る（メモリ節約）
squares_gen = (x ** 2 for x in range(1000000))    # ほぼメモリを使わない

# sum などに直接渡すなら、かっこを省略できる
total = sum(x ** 2 for x in range(1000000))

# ジェネレータは for で1つずつ取り出して使う
for value in (x * 2 for x in range(5)):
    print(value)   # 0, 2, 4, 6, 8

実機でも、(x ** 2 for x in range(...))の型はgeneratorで、sum(x ** 2 for x in range(...))のように集計関数へ直接渡せました。結果をリストとして何度も使うなら[ ]、合計などで1回だけ使うなら( )のジェネレータ式が効率的です。巨大なファイルやデータを扱うときに役立ちます。

可読性の境界（使いすぎ注意）

内包表記は便利ですが、詰め込みすぎると読めなくなります。条件やネストが多いときは、無理に1行にせず、普通のforループに戻すほうが読みやすいこともあります。

# 読みにくい例（条件もネストも多い）
result = [f(x, y) for x in data for y in x.items if y > 0 if x.valid]

# こういうときは for ループに戻すほうが読みやすい
result = []
for x in data:
    if not x.valid:
        continue
    for y in x.items:
        if y > 0:
            result.append(f(x, y))

目安として、「式が単純」かつ「ネストは2段まで」かつ「条件は1つまで」なら内包表記、それを超えるならforループ、と考えると読みやすさを保てます。短く書けることより、読みやすさを優先してください。

よくある失敗

if-elseを末尾に書いてエラーになる

変換のif-elseは前（式の部分）に書きます。末尾のifはフィルタ専用で、elseは付けられません。

フィルタと変換を取り違える

「いらない要素を捨てる」なら末尾if、「全要素を残して値を変える」なら前のif-elseです。結果の要素数が変わるかどうかで見分けられます。

ネストの順番を逆にする

2つのforは「外側 → 内側」の順で書きます。通常のネストしたループと同じ順番です。

大きなデータをリスト内包で一度に作る

巨大なデータをリスト内包で作るとメモリを大量に使います。合計など1回だけ使うなら、( )のジェネレータ式を使います。

複雑な処理を無理に1行にする

条件やネストが多いと読めなくなります。複雑なときは普通のforループに戻すほうが読みやすいです。

よくある質問

まとめ

• リスト内包表記は[式 for 変数 in 反復対象]。for＋appendを1行にでき、実機計測でも高速でした。
• 絞り込みは末尾にif、変換は前にif-elseです。位置で意味が変わります。
• 辞書は{k: v for ...}、集合は{x for ...}でも書けます。
• ネストは「外側 → 内側」の順。flatten（平坦化）の定番です。
• 大きなデータには、( )のジェネレータ式でメモリを節約します。
• 複雑すぎるときは、無理に1行にせずforループに戻します。

内包表記は、Pythonらしく短く速いコードを書くための強力な道具です。「フィルタは末尾if、変換は前if-else」という位置の違いさえ押さえれば、リストや辞書をすっきり作れるようになります。読みやすさを保つ範囲で活用してください。