itertools.chain() / itertools.islice() / itertools.count()

import itertools

# 複数のイテラブルを連結
itertools.chain(iterable1, iterable2, ...)

# イテレータをスライス
itertools.islice(iterable, stop)
itertools.islice(iterable, start, stop, step)

# 無限カウンタ
itertools.count(start=0, step=1)

# 無限サイクル
itertools.cycle(iterable)

# 要素の繰り返し
itertools.repeat(object, times=None)

itertools_chain.py

import itertools

# chain: 複数リストを連結
a = [1, 2, 3]
b = [4, 5, 6]
c = ['x', 'y']
result = list(itertools.chain(a, b, c))
print(result)

# chain.from_iterable: ネストされたリストをフラット化
nested = [[1, 2], [3, 4], [5, 6]]
flat = list(itertools.chain.from_iterable(nested))
print(flat)

python3 itertools_chain.py
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 'x', 'y']
[1, 2, 3, 4, 5, 6]

itertools_islice.py

import itertools

# islice: 無限イテレータを安全に扱う
counter = itertools.count(10, 2)
sliced = list(itertools.islice(counter, 5))
print(sliced)

# islice: start, stop, step を指定
data = range(100)
result = list(itertools.islice(data, 0, 20, 3))
print(result)

python3 itertools_islice.py
[10, 12, 14, 16, 18]
[0, 3, 6, 9, 12, 15, 18]

itertools_cycle_repeat.py

import itertools

# cycle: 繰り返しパターンの生成
fighters = ['孫悟空', 'ベジータ', 'クリリン']
cycled = list(itertools.islice(itertools.cycle(fighters), 7))
print(cycled)

# repeat: 同じ値をn回繰り返す
repeated = list(itertools.repeat('hello', 3))
print(repeated)

# map と組み合わせてn乗のリストを生成
squares = list(map(pow, range(5), itertools.repeat(2)))
print(squares)

python3 itertools_cycle_repeat.py
['孫悟空', 'ベジータ', 'クリリン', '孫悟空', 'ベジータ', 'クリリン', '孫悟空']
['hello', 'hello', 'hello']
[0, 1, 4, 9, 16]

よくあるミス1: chain() の引数に要素を直接渡してしまう

リストをそのまま渡さずに、展開した要素を渡してしまうミスです。chain() はイテラブルを引数に受け取ります。

mistake1_ng.py

import itertools

warriors = ['孫悟空', 'ベジータ', 'クリリン']
allies = ['ピッコロ', '悟飯']

# NG: リストをイテラブルとして渡さず、要素を直接渡している
result = list(itertools.chain('孫悟空', 'ベジータ'))
print(result)

python3 mistake1_ng.py
['孫', '悟', '空', 'ベ', 'ジ', 'ー', 'タ']

文字列を直接渡すと、文字列自体がイテラブルとして扱われ、1文字ずつに分解されます。リスト変数をそのまま渡すのが正しい使い方です。

mistake1_ok.py

import itertools

warriors = ['孫悟空', 'ベジータ', 'クリリン']
allies = ['ピッコロ', '悟飯']

# OK: リスト変数を渡す
result = list(itertools.chain(warriors, allies))
print(result)

python3 mistake1_ok.py
['孫悟空', 'ベジータ', 'クリリン', 'ピッコロ', '悟飯']

よくあるミス2: 無限イテレータを islice なしで list() に渡す

count() や cycle() はイテレータを無限に生成します。islice() で個数を制限せずに list() に渡すと、メモリを使い切りプログラムがフリーズします。

mistake2_ng.py

import itertools

# NG: 無限イテレータをそのまま list() に渡す（フリーズする）
# result = list(itertools.count(1))
# result = list(itertools.cycle(['孫悟空', 'ベジータ']))

mistake2_ok.py

import itertools

# OK: islice() で取り出す個数を制限する
result = list(itertools.islice(itertools.count(1), 5))
print(result)

cycled = list(itertools.islice(itertools.cycle(['孫悟空', 'ベジータ']), 5))
print(cycled)

python3 mistake2_ok.py
[1, 2, 3, 4, 5]
['孫悟空', 'ベジータ', '孫悟空', 'ベジータ', '孫悟空']

『chain()』はリストの結合に『+』演算子を使うよりも効率的で、実際には要素をコピーせずイテレータを繋いで返します。大量のリストを結合する場合に特に効果的です。

『islice()』は無限イテレータと組み合わせて使うことが多く、通常のスライス構文（[start:stop]）はイテレータには使えないため、isliceが代替手段となります。

『count()』・『cycle()』・『repeat()』は無限に要素を生成するため、必ずisliceや条件付きのbreakと組み合わせて使います。これらはzip()と組み合わせることで、連番付きや繰り返しパターンのデータ生成にも活用できます。