プログラミング習得ログ : lambda関数、標準関数

モチベーション

昨日の「学生の成績データを処理する関数(最高得点者：点数、最低得点者：点数、平均点)」をもっと簡潔に記述したい

lambda関数について

#lambda関数を使う
#lambda内の引数が実際に受け取るもの

students = [("Alice", 85), ("Bob", 92), ("Charlie", 78)]
best_student = max(students, key=lambda x: x[1])
# max()関数は、studentsリストの各要素を1つずつlambda関数に渡す
# つまり：
# 1回目: lambda関数は ("Alice", 85) を受け取る
# 2回目: lambda関数は ("Bob", 92) を受け取る  
# 3回目: lambda関数は ("Charlie", 78) を受け取る

#構造
lambda x: x[1]
#│     │  │
#│     │  └── 戻り値（return する値）
#│     └───── 引数（parameter）
#└──────────── lambda キーワード

#引数
lambda x:  # xという名前の引数を1つ受け取る
#      ↑
#      引数名（自由に決められる）

# 引数は複数でもOK
lambda x, y: x + y        # 2つの引数
lambda a, b, c: a + b + c # 3つの引数

#戻り値
lambda x: x[1]
#         ↑
#         xの1番目の要素を返す

# 他の例
lambda x: x[0]      # xの0番目の要素
lambda x: x * 2     # xを2倍した値
lambda x: len(x)    # xの長さ

以下の2つは同じ動作をする

# 通常の関数定義
def get_score(student):
    return student[1]

# lambda を使った同じ機能
lambda x: x[1]

key=の有無

# ✅ 正しい：key= を明示
max(students, key=lambda x: x[1])
# 「studentsの各要素に対して、lambda関数を適用した結果で比較してください」

# ❌ 間違い：key= なし  
max(students, lambda x: x[1])
# 「studentsとlambda関数を直接比較してください」← 無理！

• key= は省略できない：Pythonの文法で決まっている
• 省略すると：lambda関数が比較対象として扱われてエラー
• 理由：max(a, b, c) と max(list, key=func) は別の使い方
• 正解：max(students, key=lambda x: x[1])

これはPythonの言語仕様による制限で、「こういうものだ」と覚えておく必要がある。

平均点を求める

key= 引数があるのは、比較や並び替えをする関数だけ：

# ❌ これらの関数にはkey引数がない
sum(scores, key=lambda x: x[1])   # TypeError!
len(scores, key=lambda x: x[1])   # TypeError!

map関数をつかう

map() 関数は、リストや配列の各要素に同じ処理を適用して、新しいリストを作る関数

#構造
map(function, iterable)
#│   │        │
#│   │        └── 処理対象のデータ（リスト、タプルなど）
#│   └─────────── 各要素に適用する関数
#└─────────────── map キーワード

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
# map()を使う場合
doubled = map(lambda x: x * 2, numbers)
result = list(doubled)
print(result)  # [2, 4, 6, 8, 10]

# 同じことをfor文で書くと
result = []
for num in numbers:
    result.append(num * 2)
print(result)  # [2, 4, 6, 8, 10]

結果、昨日の記述よりかなり短く出来た...!🙌

scores = [("田中", 85), ("佐藤", 92), ("山田", 78), ("鈴木", 96), ("高橋", 81)]

max_name,max_score=max(scores , key=lambda x:x[1])
min_name,min_score=min(scores , key=lambda x:x[1])
average = sum(map(lambda x:x[1],scores)) / len(scores)


print(f'最高は{max_name} 得点は{max_score}点')
print(f'最低は{min_name} 得点は{min_score}点')
print(f'平均は{average}点')

おまけ
関数内のローカル関数のスコープ

max_name, max_score = max(scores, key=lambda x: x[1])
#                                       ↑
#                                   この x は max() 内でのみ有効

min_name, min_score = min(scores, key=lambda x: x[1])
#                                       ↑
#                                   この x は min() 内でのみ有効

average = sum(map(lambda x: x[1], scores)) / len(scores)
#                        ↑
#                    この x は map() 内でのみ有効