Pythonでzipを使ってJSONライクなdictをいい感じにforループで回す

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Pythonでzip関数を使ってJSONライクな辞書（dict）を、いい感じにforループで要素ごとに抽出する例を解説します。ほぼワンライナーでできるので簡単です。

想定

こんなJSONライクな辞書があったとします。JSONからパースした場合でもいいですね。

data = {
    "in_channels": [1024, 1024, 512, 256, 128],
    "out_channels": [1024, 512, 256, 128, 64],
    "upsample": [True, True, True, True, True],
    "resolution": [8, 16, 32, 64, 128],
    "attention": {
        8: False, 16:False, 32:False, 64:True, 128:False
    }
}

これをforループで回して、各配列の中身を取得したいのです。例えば、こんな出力にしたいのです。

(1024, 1024, True, 8, False)
(1024, 512, True, 16, False)
(512, 256, True, 32, False)
(256, 128, True, 64, True)
(128, 64, True, 128, False)

実はこれはほぼワンライナーでできます。それを見ていきましょう。

zip関数の基本

まずはzip関数の基本から。zip関数は

for a, b in zip([1, 2, 3], [4, 5, 6]):
    print(a, b)

とすると

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のように出力するのがzip関数です。要はzip関数の中に複数の一次元配列を放り込めればいいのです。

ただしdictの配列数（要素数）は可変なので、真面目にzip(a, b, …)のように書くのはアホらしいです。どうすればいいでしょう？

アンパックのアスタリスク「＊」

答えは、シーケンスのアンパック・アスタリスク（＊）を使いましょう。可変長引数でも使われるやつですね。zipと組み合わせると先程の例は次のようにも書けます。

data = [[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
for a, b in zip(*data):
    print(a, b)

これは先程と同じ出力になります。

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dictの値だけ配列の配列に格納するには、dict.values()を使えばいいのでこれでできそうな気がします。

ネストされた辞書のケア

辞書の中身がすべて配列だったらOKですが、values()→アンパック→zipだとネストされた辞書が要素にあったときに困ります。例えば、

def main():
    data = {
        "in_channels": [1024, 1024, 512, 256, 128],
        "out_channels": [1024, 512, 256, 128, 64],
        "upsample": [True, True, True, True, True],
        "resolution": [8, 16, 32, 64, 128],
        "attention": {
            8: False, 16:False, 32:False, 64:True, 128:False            
        }
    }
    for seq in zip(*data.values()):
        print(seq)

このようにすると、

(1024, 1024, True, 8, 8)
(1024, 512, True, 16, 16)
(512, 256, True, 32, 32)
(256, 128, True, 64, 64)
(128, 64, True, 128, 128)

ネストされた辞書（attention）のキーだけ抽出されてしまいました。ネストされた辞書の値がほしいのでちょっとこれは困りました。

そこで以下のようにループ側で対策します。

# ネストされた辞書対策
def main():
    data = {
        "in_channels": [1024, 1024, 512, 256, 128],
        "out_channels": [1024, 512, 256, 128, 64],
        "upsample": [True, True, True, True, True],
        "resolution": [8, 16, 32, 64, 128],
        "attention": {
            8: False, 16:False, 32:False, 64:True, 128:False            
        }
    }
    for seq in zip(*(v.values() if type(v) is dict else v for v in data.values())):
        print(seq)

単純にvalues()で出てきた値がdictかどうかを調べているだけです。もしvがネストされた辞書だったら、さらにそれのvalues()を読みに行くことで、値側を取りに行くようにしています。

結果は以下の通りです。

(1024, 1024, True, 8, False)
(1024, 512, True, 16, False)
(512, 256, True, 32, False)
(256, 128, True, 64, True)
(128, 64, True, 128, False)

これで目的の結果になりました。

注意点

この例はPython3.7以上で行っています。Python3.7以上ではdictの順番が保証されるのが明確に言語仕様として追加されたのでOrderedDictを使わなくてもキーの順番保証ができるようになっています。Pythonのバージョンが古い場合は、OrderedDictを使って順番のケアをしてある必要があるかもしれません（あるいはライブラリによってはOrderedDictでパースしているケースがあるので、そのタイプのケアなど）。

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