Python で 0 で初期化したリストを作成する

要素数が n のゼロ入りPythonリストを作るには、[0] * n を使います。たとえば [0] * 5 は、整数の 0 が5個入ったリストを作ります。必要な長さが決まっていて、すべての要素が同じ値なら、この方法が最もわかりやすい選択肢です。以下では方法を比較しやすいよう、すべて n = 5 としています。

固定長のゼロリストにはリストの乗算を使う

リストの乗算は、左辺のリストにある要素を繰り返します。[0] には整数が1つ入っているため、これを n 倍すると整数の 0 が n 個できます。

n = 5
zeros = [0] * n

結果は新しいリストです。回数が0なら [] になり、負の回数でも [] になります。Pythonでは、シーケンスを0以下の回数だけ繰り返しても、空のシーケンスになるためです。この例で繰り返す値は整数なので、リストの各位置に別々の値を代入できます。一方、入れ子のリストなど変更可能なオブジェクトを繰り返すと、各位置が同じオブジェクトを参照します。別々のオブジェクトを作るには、内包表記を使ってください。

リスト内包表記でゼロのリストを作る

リスト内包表記は、反復可能オブジェクトの各要素について式を1回ずつ評価します。ここでは range(n) によって5回反復し、式では使わないループ値に _ という名前を付けています。角括弧で囲まれたこの式が、リスト内包表記です。

n = 5
zeros = [0 for _ in range(n)]

反復ごとに値を計算する場合や、生成ルールをコード上ではっきり示したい場合は、この書き方が便利です。ここではループ値を使わないため、慣例として _ を使っています。Pythonで _ に特別な動作があるわけではありません。要素ごとに異なる値を計算するなら、0 を反復値に応じた式に置き換えられます。

値ごとに独自の処理が必要ならループを使う

各要素を作る際に複数の文や条件、別の処理が必要なら、明示的なループが便利です。反復のたびに値を1つ追加します。

n = 5
zeros = []
for _ in range(n):
    zeros.append(0)

この方法でも、リストの乗算や内包表記と同じ組み込みのリストができます。整数を単純に繰り返すだけなら、ほかの2つの方法のほうが短く書けます。各要素に対する処理をループ本体に書くほうがわかりやすい場合に、ループを使いましょう。実際のプログラムでは、各値の計算や準備に必要な処理を append(0) の部分に記述します。

itertools.repeat()でゼロを繰り返す

itertools.repeat() は同じオブジェクトを繰り返し返します。値と回数を指定し、リストが必要なら、そのイテレーターを list() に渡します。

from itertools import repeat

n = 5
zeros = list(repeat(0, n))

イテレーターをそのまま使いたい場合や、値を繰り返すイテレーターを別の処理に組み込みたい場合に便利です。list(...) はイテレーターの値をすべて取り出してメモリ上に保存します。そのため、最初からリストが必要なら、通常は [0] * n のほうが簡潔です。

数値配列が必要ならNumPyを使う

NumPyの演算を使う数値処理では、numpy.zeros(n) によって、値がすべて0の要素 n 個からなるNumPy配列を作れます。たとえばNumPyをインストールした環境で import numpy as np に続けて zeros = np.zeros(5) とすると、配列が作られます。結果は組み込みのPythonリストではなく ndarray です。コードの別の部分でリストが必要な場合に限り、zeros.tolist() で変換してください。NumPyは追加の依存関係であり、配列演算、形状、データ型が必要な場合に役立ちます。通常のリストなら、依存関係を追加せずに [0] * n を使えます。

単純な固定長リストには乗算、要素ごとに式を評価するなら内包表記、独自の処理が必要ならループ、イテレーターが便利なら itertools.repeat()、配列を使うならNumPyを選びましょう。