投稿者: takatoh

たとえば、aabbcccdeeee という文字列から、a が0文字目から2文字、b が2文字目から２文字……という情報が欲しい（最初の文字を0文字目とする）。

最初に書いた関数がこれ。

def charpos(s):
    current = None
    result = []
    for i, c in enumerate(s):
        if current is None:
            current = c
            result.append([c, i, 1])
        elif c == current:
            result[-1][2] += 1
        else:
            current = c
            result.append([c, i, 1])
    return result

「文字、位置、長さが入ったリスト」のリストが返ってくる。実行してみるとこうなる。

>>> charpos('aabbcccdeeee')
[['a', 0, 2], ['b', 2, 2], ['c', 4, 3], ['d', 7, 1], ['e', 8, 4]]

期待するものはできた。けど、もっとスマートにいかないものか。分岐の current is None と else のコードが重複してるのを整理すればすっきりはするけど、素朴な実装には変わりがない（素朴なのが悪いわけではないとも思うけども）。

あと余談だけど、こういう場合には、外側のリストの要素はリストじゃなくてタプルのほうがいいと思うんだよね。

さて、itertools にある groupby を使ってみた。この関数は iterable なオブジェクトから連続する要素をグループにまとめてくれる（タプルになる）。

>>> import itertools
>>> for g in itertools.groupby('aabbcccdeeee'):
...     print(g)
...
('a', <itertools._grouper object at 0x00000207D778F760>)
('b', <itertools._grouper object at 0x00000207D778F730>)
('c', <itertools._grouper object at 0x00000207D778F760>)
('d', <itertools._grouper object at 0x00000207D778F730>)
('e', <itertools._grouper object at 0x00000207D778F760>)

各タプルの2つ目の要素は itertools._grouper のオブジェクトだけど、リストにしてやると次のようになる。

>>> for g in itertools.groupby('aabbcccdeeee'):
...     print(g[0], list(g[1]))
...
a ['a', 'a']
b ['b', 'b']
c ['c', 'c', 'c']
d ['d']
e ['e', 'e', 'e', 'e']

あとはこれを数えてやればいい。

def charpos2(s):
    idx = 0
    result = []
    for g in itertools.groupby(s):
        l = len(list(g[1]))
        result.append((g[0], idx, l))
        idx += l
    return result

>>> charpos2('aabbcccdeeee')
[('a', 0, 2), ('b', 2, 2), ('c', 4, 3), ('d', 7, 1), ('e', 8, 4)]

まぁ満足。だけどもう少し……というわけで、畳み込み関数を使ってみたらどうだろう。Haskell には mapAccumL っていう関数があるけど、Python だと itertools.accumulate が似た感じだ。こうなった。

def charpos3(s):
    g = itertools.groupby(s)
    acc = itertools.accumulate(g, lambda a, b: (b[0], a[1]+a[2], len(list(b[1]))), initial=('', 0, 0))
    return list(acc)[1:]

>>> charpos3('aabbcccdeeee')
[('a', 0, 2), ('b', 2, 2), ('c', 4, 3), ('d', 7, 1), ('e', 8, 4)]

期待通りの結果は得られたけど、これはかえって解りにくいか。

実に久しぶりのエントリ。

テンパズルとは、1桁の数4つと加減乗除を組み合わせて10を作る、っていうパズル。「拡張」とついてるのはルールを拡張してるから。すなわち、

• 計算式に使う数字は4個でなくても良い。2個以上なら良いものとする
• 計算式に使う数字は二桁以上でも良い。要するに自然数なら良い
• 計算結果は10でなくても良い

元ネタはこのブログのエントリ。

• 拡張テンパズル – おもこん

さらにその元ネタはQuizKnockのYouTubeチャンネルだそうだ。面白いな、これ。

• 【大決戦】コンピュータを使ってでもパズル王に勝ちたい！！

さて、これを解くプログラムを作ってみた。上に挙げたブログでは Ruby で書いているので、Python で書いた。GitHubに上げてある。

• takatoh/e10p

実装上の工夫はあるものの基本的なアルゴリズムは元ネタのブログと同じだ。数と加減乗除からなる計算式を木構造として扱って、その値が10になる答えを探索する。答えは複数ある可能性もあるけど、最初に見つかった答えを返す。

今のところ数4つ、合計が10、に決め打ちで「拡張」にはなってない。とはいえ、解けるようには作ったのでプログラムにオプションを追加するだけでいい。

さて、実装上の工夫について書いておこう。

元ネタの Ruby のプログラムでは、ビルトインの Numeric クラスにvalueメソッドを追加しているけど、オープンクラスでない Python ではそういうことはできない。なので、数をラップするLeafクラスにvalueメソッドを定義した。内部では数をFraction（分数）として保持している。

もうひとつは、答えの木構造を、出力のために文字列に変換するところ。足し算・引き算を掛け算・割り算よりも優先するためにカッコが必要になるんだけど、この部分は元ネタのプログラムよりもすっきりと書けてると思う。

自宅サーバで運用してる Python で作った webアプリがあって、Pillow で画像のサムネイルを作るようになってるんだけど、ときどきサムネイルの作成に失敗していることがあるのに気がついた。

この webアプリを作ったときにどう考えたのか忘れたけど、もとの画像が png ならサムネイルも png、もとの画像が jpg ならサムネイルも jpg になる。失敗してるのは png のサムネイルを作るとき（の一部）のようだ。サムネイルをつくるのには Pillow の Image.thumbnail() 関数を使ってる。

で、検証のためのスクリプトを書いた。Python と Pillow のバージョンは次の通り。

• Python 3.10.8
• Pillow 9.5.0

from PIL import Image
from os import path
import argparse


THUMBNAIL_SIZE = (240, 240)


def main():
    args = parse_arguments()
    orig_file = args.orig
    im = Image.open(orig_file)
    im.thumbnail(THUMBNAIL_SIZE)

    (name, _) = path.splitext(orig_file)
    thumb_file = f'thumb_{name}.{args.format}'
    im.save(thumb_file)
    print(f'Thumbnail has maked successfully: {thumb_file}')


def parse_arguments():
    parser = argparse.ArgumentParser(
        description='Make thumbnail from original image.'
    )
    parser.add_argument(
        'orig',
        action='store',
        help='original image'
    )
    parser.add_argument(
        '-f', '--format',
        action='store',
        default='jpg',
        help='specify thumbnail file format (`jpg` to default)'
    )
    args = parser.parse_args()

    return args


main()

使い方は簡単。もと画像のファイルを引数にして実行すればサムネイルが作られる。--format オプションでサムネイルのフォーマットを指定できる（デフォルトは jpg）。

takatoh@sofa: Documents > python make_thumbnail.py --help
usage: make_thumbnail.py [-h] [-f FORMAT] orig

Make thumbnail from original image.

positional arguments:
  orig                  original image

options:
  -h, --help            show this help message and exit
  -f FORMAT, --format FORMAT
                        specify thumbnail file format (default to `jpg`)

さて、このスクリプトで、用意した png 画像のサムネイルを作ってみる。フォーマットに jpg を指定したときは期待通りにサムネイルが作成される。

takatoh@sofa: Documents > python make_thumbnail.py --format jpg sample1.png
Thumbnail has maked successfully: thumb_sample1.jpg

ところが、フォーマットに png を指定するとエラーになる。

takatoh@sofa: Documents > python make_thumbnail.py --format png sample1.png
Traceback (most recent call last):
  File "C:\Users\takatoh\Documents\make_thumbnail.py", line 42, in <module>
    main()
  File "C:\Users\takatoh\Documents\make_thumbnail.py", line 17, in main
    im.save(thumb_file)
  File "C:\Users\takatoh\AppData\Local\Programs\Python\Python310\lib\site-packages\PIL\Image.py", line 2432, in save
    save_handler(self, fp, filename)
  File "C:\Users\takatoh\AppData\Local\Programs\Python\Python310\lib\site-packages\PIL\PngImagePlugin.py", line 1318, in _save
    data = name + b"\0\0" + zlib.compress(icc)
TypeError: a bytes-like object is required, not 'str'

png のときはいつもエラーになるってわけでもない。下の例のように、ちゃんとサムネイルが作成されることもある。

takatoh@sofa: Documents > python make_thumbnail.py --format png sample2.png
Thumbnail has maked successfully: thumb_sample2.png

どうも、もとの png 画像によってエラーになることがあるらしい。多分まれなケース。ヒントはエラーメッセージに出ている。TypeError だ。bytes-like object でなければならないところで str が来ている。Pillow の PIL/PngImagePlugin.py ファイルの1318行目でエラーになってる。ソースファイルからこの付近を抜き出してみよう。

    icc = im.encoderinfo.get("icc_profile", im.info.get("icc_profile"))
    if icc:
        # ICC profile
        # according to PNG spec, the iCCP chunk contains:
        # Profile name  1-79 bytes (character string)
        # Null separator        1 byte (null character)
        # Compression method    1 byte (0)
        # Compressed profile    n bytes (zlib with deflate compression)
        name = b"ICC Profile"
        data = name + b"\0\0" + zlib.compress(icc)
        chunk(fp, b"iCCP", data)

これは _save() 関数の一部で、下から2行目がファイルの1318行目にあたる。バイト文字列を連結して data 変数に代入してる。name 変数は上の行でバイト文字列のリテラルを代入してるし、b"\0\0" もバイト文字列のリテラルだ。てことは zlib.compress(icc) が怪しい。ちょっと話を端折るけど、icc 変数には im.info.get("icc_profile") で取得した値が入ってる。im は Pillow の Image オブジェクト。

そこで、手を動かしてこれを追いかけてみる。

takatoh@sofa: Documents > python
Python 3.10.8 (tags/v3.10.8:aaaf517, Oct 11 2022, 16:50:30) [MSC v.1933 64 bit (AMD64)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> from PIL import Image
>>> import zlib
>>> im = Image.open('sample1.png')
>>> icc = im.info.get("icc_profile")
>>> name = b"ICC Profile"
>>> data = name + b"\0\0" + zlib.compress(icc)
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 
TypeError: a bytes-like object is required, not 'str'

サムネイルを作るときと同じエラーが出た。もう少し粒度を細かくしてみよう。zlib.compress(icc) のとこだけ。

>>> icc_compressed = zlib.compress(icc)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: a bytes-like object is required, not 'str'

ああ、つまり icc が bytes-like object じゃなくて str なわけだ。

>>> type(icc)
<class 'str'>

やっぱり。

エラーにならなかった sample2.png ファイルでも試してみよう。

>>> im2 = Image.open('sample2.png')
>>> icc2 = im2.info.get("icc_profile")
>>> type(icc2)
<class 'bytes'>

なるほど、ファイルによって im.info.get("icc_profile") で得られる値が bytes だったり str だったりするらしい。で、str だと zlib.compress() でエラーになる、と。

これは Pillow のバグなのか？それとも不適切な png ファイルのせいなのか？

これ以上追いかけるのはちょっと手に余るな。