Python3 　2次元リストの合計(行・列・全要素)を求める！【組込み関数のみ使用】

2次元配列の下記の合計を求める方法を説明します。
なぜそうなるのかという仕組みも書いているので、理解したうえでコーディングが出来るようになります。

行
列
全要素

行の合計
1. map関数を使う方法
2. ジェネレータ式を使う方法
列の合計
1. リスト内包表記を使う方法
2. mapを使う方法
全要素の合計
参考

行の合計

map関数を使う方法

map関数を使って、各行の合計を求めます。

l = [[1, 0, 1], \
     [1, 1, 1], \
     [0, 0, 1]]

#各行の合計
rowsSum = map(sum, l)
print(next(rowsSum))
print(next(rowsSum))
print(next(rowsSum))
"""出力
2
3
1
"""

map関数によって、lの全ての要素(l[0], l[1], l[2])に対してsum関数を実行し、各行の和を求めています。map関数の結果、イテレータを返しrowsSumに代入します。
- l[0]は[1, 0, 1]が入っています。
next関数によってイテレータの各要素の取り出し、出力をしています。

ジェネレータ式を使う方法

ジェネレータ式を使って、各行の合計を求めます。
ジェネレータ式(generator expression)の詳細、ジェネレータとイテレータの違いについては下記をご確認ください。
・用語集 — Python 3.9.4 ドキュメント
・Difference between Python’s Generators and Iterators – Stack Overflow

l = [[1, 0, 1], \
     [1, 1, 1], \
     [0, 0, 1]]

#各行の合計
rowsSum = (sum(row) for row in l) #ジェネレータ式
print(next(rowsSum))
print(next(rowsSum))
print(next(rowsSum))
"""出力
2
3
1
"""

ジェネレータ式によって、下記を繰り返すことでジェネレータイテレータを生成し、rowsSumに代入しています。ここでは、ジェネレータイテレータはイテレータと同じです。
- lの要素を取り出し、rowに入れ、sum(row)の結果をジェネレータイテレータの要素とします。
next関数によってイテレータの各要素の取り出し、出力をしています。

列の合計

リスト内包表記を使う方法

リスト内包表記を使って、各列の合計を求めます。
本方法では、各列の合計はリストとして出力されます。mapを使用する方法もありますが、各列の合計をリストとして扱いたい場合は本方法が有効です。

l = [[1, 0, 1], \
     [1, 1, 1], \
     [0, 0, 1]]

#各列の合計
columnsSum = [sum(column) for column in zip(*l)]
print(columnsSum)
"""出力
[2, 1, 3]
"""

*lによって引数リストのアンパック(*1)をして、引数として各リスト(l[0], l[1], l[2])を渡します。
zip関数は各リストのi番目の要素をi番目のタプルに入れ、タプルのイテレータを返します。
- 0番目のタプル生成例を示します。l[0]の0番目の要素である1, l[1]の0番目の要素である1, l[2]の0番目の要素である0が0番目のタプルに入ります。1番目、2番目のタプルも同様の考え方です。
- それぞれのタプルの中身です。0番目のタプル(1, 1, 0), 1番目のタプル(0, 1, 0), 2番目のタプル(1, 1, 1)
sum(column)によって各タプルの要素を合計し、それぞれの結果をリストの要素にしています。
columnsSumsに生成されたリストを代入しています。

(*1)4. その他の制御フローツール — Python 3.9.4 ドキュメント

mapを使う方法

mapを使って、各列の合計を求めます。

l = [[1, 0, 1], \
     [1, 1, 1], \
     [0, 0, 1]]

#各列の合計
columnsSum = map(sum, zip(*l))
print(next(columnsSum))
print(next(columnsSum))
print(next(columnsSum))
"""出力
2
1
3
"""

zip(*l)の説明は、リスト内包表記を使う方法と同じです。
map(sum, zip(*l))では、zip(*l)で生成されるタプルのイテレータの各タプルに対してsum関数を実行します。
columnsSumsにmap関数の結果であるイテレータを代入しています。

全要素の合計

行の合計に対してsum関数を使用することで、全要素の合計が求められます。

l = [[1, 0, 1], \
     [1, 1, 1], \
     [0, 0, 1]]

#mapを使う方法
allSum1 = sum(map(sum, l))
print(allSum1)
"""出力
6
"""

#ジェネレータ式を使う方法
allSum2 = sum(sum(row) for row in l)
print(allSum2)
"""出力
6
"""