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Python3入門 初心者向け 変数と予約語

プログラム処理を作る際に、変数は使用するのはプログラミング言語で共通認識であり、Python3にも変数の概念は存在します。
変数については自分で追加したり使ったりすることができ、それらの事をできないとPython3でプログラム処理を作り込む事が難しいです。
結論として、変数について知る必要があります。

変数をなぜ使うのか

変数を使う理由として、いくつか挙げることができますが大まかに以下の2点を挙げます。

  1. 計算や文字の変更、編集、処理した結果を一時的に保持したいため
  2. 実際の数字や固定の文字列だと、プログラムを動かした時に変更できないため応用が効くようにしたいため

変数の定義、型の種類、予約語

変数を扱うために変数に名前を割り当てる必要があります。
変数に割り当てた名前を変数名と呼び、割り当てるためのルールが存在します。

  1. 変数名として使用できる文字、数字、記号等

    変数名は基本的に半角英字、数字、_(アンダーバー)を使用します。
    variable1
    成功例1

    variable2
    成功例2

    variable4_etc
    成功例3

    変数名の1文字目には数字を使う事は出来ません。
    使用しようとすると以下のようにエラーとなります。
    variable_err1
    失敗例1

    これについては、Python2での命名規約が上記に限定されている事と、日本語の分からない人が見ても理解できるようにするためです。
    但し、お薦めはしませんが元々変数をオブジェクトとして使用することができ、Python3では日本語名で変数を作る事も可能です。
    variable3_etc
    日本語変数名

  2. 型の種類

    変数名を付与した後に、通常は代入という値を設定する処理をします。
    その際に代入した値によって変数の型が決まり、総称してデータ型と呼ばれることが多いです。
    データ型にはいくつかの種類がありますが、今回は標準ライブラリに組み込まれているデータ型を紹介します。

    1. 整数(int)

      type_int
      整数値を表し、型の確認が出来るtype関数を使用すると「int」となっています。

    2. 浮動小数点(float)

      type_float
      浮動小数点を表し、型の確認が出来るtype関数を使用すると「float」となっています。

    3. 文字列(str)

      type_str
      文字列を表し、型の確認が出来るtype関数を使用すると「str」となっています。
      ※strはstringの略称です。

    4. 論理(bool)

      type_bool
      真(True)偽(False)を表し、型の確認が出来るtype関数を使用すると「bool」となっています。

    5. 配列(list)

      配列(list)を簡単に説明すると、複数ある値をグループ化することができ、グループ化する事により一つの変数へ代入できます。
      代入後、新たに値を追加や削除を行う事も可能です。
      type_list

    6. 辞書(dict)

      辞書(dict)を簡単に説明すると、見出しとなるキーとキーに対応するバリュー(データや値)を一個の組み合わせとして扱い、それを一つの変数へ複数の組み合わせを代入できます。
      代入後、新たに値を追加や削除を行う事も可能です。
      type_dict

    7. タプル(tuple)

      タプル(tuple)を簡単に説明すると、データの扱いは配列と同じですが、変数への代入後は値の書き換えが出来なくなります。
      使用方法として、世利用する固定値のグループや辞書型(dict)のキー値等といった変更されてほしくない値を保持する事に役立ちます。
      type_tuple

    8. 集合体(set)

      Python3から集合体(set)という型が追加されました。
      集合体(set)を簡単に説明すると、同一の値が2つ以上入れることが出来ない仕様となっています。
      使用方法として、重複する値を排除といった事に役立ちます。
      type_set

  3. 予約語

    予約語とは実際のプログラムで使用される文法で、変数名に割り当てられないものになります。
    種類は全部で33種類あり、他言語に比べるととても少ないです。
    この少なさはPythonのルールをシンプルに設計するために取り入れられたためです。
    以下に予約語の表を作成しましたので、参考にしてください。

    予約語一覧
    False None True and as
    assert break class continue def
    del elif else except finally
    for from global if import
    in is lambda nonlocal not
    or pass raise return try
    while with yield

    また、予約語全て覚える必要はありませんが、急に思い出す必要が出てきた場合は以下の2行を入力してください。

    入力する文法
    import keyword
    keyword.kwlist
    実行すると予約語一覧が表示されます。
    reserved_char
    予約語については以上です。

変数という点注意事項を挙げるとすれば、変数に対し何かしらの値を代入することを
忘れないでください。
うっかり変数に値を入れずに使用するとエラーとなってしまいます。
variable_err2
エラー例

補足

変数から変数への代入、変数同士の計算や文字連結など実施できますし、型次第では直接メソッドを呼ぶことも出来ます。
また、ハードウェア面についてはメモリ領域を自動で確保してくれます。

最後にこのサイトが、これからPythonを扱うあなたの技術向上の手助けになれば幸いです。

Python3入門 初心者向け数値計算

Python3での数値計算方法には演算子を用いた方法と関数を用いた方法などがあります。
想定している算出結果のために、演算子を使い独自で計算式を作ったり、関数と演算子を組み合わせたりと、様々な使い方があります。

数値計算を知る理由

なぜ、数値計算方法を知っておく必要があるかというと、Python3で数値を扱う際に計算を組み込まない処理は、正直な話、ほとんど無いと思います。
実際にあなたが計算式を組み込もうとした際に、イメージ通りに結果を算出できるようにならないと数値計算の意味が無いですようね。

それでは、プログラミング言語、若しくは、Pythonが初心者のあたなのために入門レベルの数値計算の方法を紹介します。

演算子での計算

  1. 「+」加算

    加算7
    実行例

    また、マイナス符号付きの加算も処理されます。
    加算4
    実行例

  2. 「-」減算

    減算2
    実行例

    また、マイナス符号付きの減算も処理されます。
    減算3
    実行例

  3. 「*」乗算

    掛け算1
    実行例

    また、マイナス符号付きの乗算も処理されます。
    掛け算3
    実行例

  4. 「/」割り算

    割り算1
    実行例

    また、マイナス符号付きの割り算も処理されます。
    割り算2
    実行例

  5. 「%」剰余

    剰余算1
    実行例

    また、マイナス符号付きの剰余計算も処理されます。
    剰余算2
    実行例

  6. 「**」べき乗

    べき乗1
    実行例

    また、マイナス符号付きのべき乗計算も処理されます。
    べき乗2
    実行例

文字列を数値へ変換

  1. 「int」文字列を整数に変換します。

    整数値変換
    実行例
    また、マイナス符号付きの変換も実施されます。
    整数値変換2
    実行例

  2. 「float」文字列を浮動小数点に変換します。

    浮動小数点変換1
    実行例
    また、マイナス符号付きの変換も実施されます。
    浮動小数点変換2
    実行例

文字列を数値へ変換

  1. 「int」文字列を整数に変換します。

    整数値変換
    実行例
    また、マイナス符号付きの変換も実施されます。
    整数値変換2
    実行例

  2. 「float」文字列を浮動小数点に変換します。

    浮動小数点変換1
    実行例
    また、マイナス符号付きの変換も実施されます。
    浮動小数点変換2
    実行例

補足

最後に補足となりますが、計算のために使用する演算子でも実行されるに当たり、順序というものがあります。
紹介した内容で言うと、「**」が高く、「*」「/」「%」となり、「+」「-」の順となります。
「*」「/」「%」が同レベルの優先順位、「+」「-」が同レベルの優先順位になります。

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Python3入門 文字列を扱う方法

Python3で文字や文字列といったデータ内にあるものを自分のイメージ通りに操作・編集できるようになりたいですよね。

結論から言うと、操作・編集するPythonのコードを知れば初心者でも簡単に扱う事ができます。

文字列を扱う理由

ではなぜ、文字列の操作方法を知っておく必要があるかというと、
文字や数字、記号を含んだ文字列のデータが存在し、そのデータを使用して何らかの結果を算出する必要がある事と、
データ内にある文字によって処理がする方法が変わる場合に判断材料となる文字を抽出・出力・判定する必要がありますよね。

それでは、初心者でもすぐに出来る文字列を扱う方法をいくつかご紹介します。

文字列を扱う方法の種類

  1. シングルクォーテーション・ダブルクォーテーション

    文字や文字列を直接扱う際は、「’」(シングルクォーテーション)・「”」(ダブルクォーテーション)で括ります。
    single
    シングルクォーテーションで括った場合の実行例

    double
    ダブルクォーテーションで括った場合の実行例

    また、数値をシングルクォーテーション・ダブルクォーテーションで括ると、文字として扱われます。
    single_number
    シングルクォーテーションで括った場合の実行例

    single_number2
    ダブルクォーテーションで括った場合の実行例

  2. 文字の結合や文字

    「+」記号を使用すると文字・文字列の連結が可能です。
    string_plus
    文字列を連結した実行例

    また、文字として扱われている数字に対して「+」記号を使用すると文字・文字列の連結となり、計算されません。
    plus_number
    文字列として扱われている数字を連結した実行例

  3. 一定文字列の連続使用

    pythonでは「*」記号を使用することにより、文字・文字列を連続した文字列として扱われます。
    掛け算1
    文字列を連続させた実行例

    また、文字として扱われている数字も連続した文字列となり、計算されません。
    掛け算2
    文字列として扱われている数字を連続させた実行例

  4. 関数を使用した文字列の扱い

    pythonでは関数を使用した文字列の扱いが可能です。いくつかありますが、よく使いそうな関数を例にして実行してみます。

    1. len関数

      文字数を知ることが出来ます。
      len
      len関数実行例

    2. str関数

      数値を文字に変換します。
      str
      str関数実行例

補足

最後に補足となりますが、「’」(シングルクォーテーション)・「”」(ダブルクォーテーション)等の特殊記号を文字の1つとして含めたい場合の手法の1つで、
バックスラッシュ記号(日本語キーでは¥マーク)を使用して表現する方法があります。
escepe

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Windows10にPython3をインストールする方法

今からWindowsにPythonをインストールする方法をご説明しますが、
選択したPythonインストーラや操作を間違えなければ、所要1時間も掛かりません。

ではなぜ、Windowsにインストールするのか?

それは、他の国と比べて日本のWindows普及率が高いからです。
多くの企業や家庭、学校で支給されているPCの多くはWindowsOSを基本的に
使用していますよね?
特に、家ではLinuxやMacを使用しているけど、支給されているWindowsのPCに対して
Pythonをインストールする場合はとても不安になってしまうはずです。
慣れないPCで不安になってしまった方は、これからの手順を見て、WindowsにPythonを
インストールする方法の手順を参考にしてください。

インストーラの入手

まずはPythonのインストーラを入手します。
入手先
https://www.python.org/

実際に「https://www.python.org/」へ
アクセス(2016/05/07時点)
pythonトップ
Pythonダウンロードサイト

サイトを確認出来たら、サイト下部にあるDownloadの「Windows」をクリックします。
python_site_under
ダウンロードOS

Pythonの各バージョンをダウンロード出来る画面で対象のバージョンを選択(クリック)し、
ダウンロードを実施します。
※今回ダウンロードした項目はバージョン「Python 3.5.1 – 2015-12-07」カテゴリの
「Download Windows x86-64 executable installer」
また、「Windows x86」「Windows x86-64」で分かれますが、インストールしたいPCの
WindowsOSが32bitか64bitかによってダウンロードするファイルが変わります。
WindowsOSの対応ビットを知りたい場合は、「コントロール パネル\システムとセキュリティ\システム」で
「システムの種類」に記述されている内容を確認してください。
python_download_view
ダウンロードファイル一覧

Pythonインストール

ダウンロードした「python-3.5.1-amd64.exe」ファイルを実行(ダブルクリック)すると
以下の画面が表示されます。
インストール開始
インストール開始

インストール先が初期状態の設定で良ければ、「Install Now」を選択し、クリックします。
(インストール先のディレクトリ等を変更したければ、「Customize installation」を選択し、
クリックします。)
※下記項目にある「Add Python 3.5 to PATH」はシステムの環境変数「PATH」にPythonを
追加するという内容になります。

以下の画面はインストール完了待ち画面です。
python_install_wait_view
インストール完了待ち

インストールが完了すると以下のような画面が表示されます。
Python_install_end
インストール完了

インストール完了の確認

インストールされているかどうかの結果をWindowsメニューで知りたい場合は、
Windowsメニューのすべてのアプリで確認できます。
python_install_menu
Windowsメニュー

それでは、インストールしたPythonが動作するかどうか確認します。
※WindowsメニューのPython 3.5をクリックします。
python_exe_menu
python実行メニュー欄

Pythonの実行

Python実行画面が開きます。以下の画面が開かれない場合は、インストールが失敗している
可能性があるので、再度、インストールしてみてください。
※以下の画面キャプチャはコマンドプロンプトの画面ですが、Pythonコマンドを実行できる状態で
「インタラクティブ・モード」といいます。
python_exe_view
pythonインタラクティブ・モード

今回は、動作を確認するためにインタラクティブ・モードでPythonを実行します。
※実行のために、簡単なコマンド「print(“こんにちは、”,”Python”)」を
「>>>」の後に入力し、Enterキーを押します。
python_exe
Python実行

実行直後に「こんにちは、Python」と出力されたら、確認完了となります。
インタラクティブ・モードを終了させるためには「quit()」と入力し、Enterキーを押します。
python_exe_end
インタラクティブ・モード終了

無事にコマンドプロンプト画面が閉じられれば、動作確認終了となります。

※補足

今回は動作確認までの話ですが、実際にPythonを開発しやすくするエディターとして、
Python専用の統合環境PyCharm、GitHubと連携がしやすそうなAtom、統合環境として
有名なEclipseと組み合わせのPyDevプラグインなどが存在します。
基本的に開発をするなら専用のエディターが色々と揃っている事が多いのですが、
PyCharmについては基本的に有料なので学習のためであれば無料のエディターをお薦めします。

Pythonとは

数年前から聞くようになったPythonですが、そもそもPythonとは何でしょうか。

Pythonロゴ
Python-image

Pythonの概略

一言で表すとプログラミング言語の一種であり、有名どころでは
C言語やJava言語、PHP、及び、Rubyなどがあります。

とてもざっくりしてしまいましたね。
これだけの情報だと、拍子抜けしてしまうと思いますのでPythonの特徴を簡単に説明します。

pythonの概略説明

  1. Pythonは他のプログラミング言語と違い、文法重視の作りを推奨しているため、
    コーディングでの曖昧さを許さない制約をとっています。
    そのおかげで、作成したPythonのコードが読みやすく分かりやすいという利点があります。
  2. Pythonはスクリプト言語、または、軽量言語とも呼ばれますし、オブジェクト指向でもあるため、
    再利用がとてもしやすいです。
  3. Pythonは実行方法にインタプリタ形式を採用しており、C言語やJava言語の
    コンパイラ方式と違って作ったコードを機械後に翻訳するという手間がありません。
    そのため、作成したらすぐ実行ということが可能です。

問題としては、日本での普及がそこまで多くないことや、
今後、バージョンアップした際の下位互換性があるかどうか、
また、私見ではありますが、最初にPythonを覚えてしまうと
他のプログラミング言語がとても難しくなってしまうことでしょうか。

Pythonの導入企業、団体

実際に導入している企業や団体では、GoogleNASAなどでも使用されいるプログラミング言語でもあり、
アメリカにある一部の大学での授業にPythonを取り入れている所もあります。

また、教育用のハードウェア「Raspberry Pi」で推奨されているプログラミング言語も
Pythonが選ばれています。

Raspbreey Piロゴ
raspberry

※補足
また、実際にPythonを使用してどのような物が作成出来るかというとWebアプリケーション、
自動学習、データ解析や高度計算等が挙げられます。

最後にPythonに興味を持っていただけると幸いです。