Python：データと式の基礎
初めに
本記事では、Python における整数や実数の四則演算や変数の定義の仕方、コメントの書き方、関数の使い方、モジュールのインポートの仕方をまとめます。
Index
前提
本記事の開発環境は Visual Studio Code です。インストール手順は過去の記事を参考にしてください。また、Google Colaboratory(Colab) を使えば、環境設定なしに、いきなりプログラムを体験することができますので、そちらを使うことも選択肢になるかと思います。
print()
print 関数を使うと、文字列や数値などを出力することができます。Visual Studio Code の場合、Terminal に表示されます。
print("Hello World") print(100 * 5 + 40 * 8)
数値の場合、計算結果が表示されていることがわかります。
コメント
# 行頭にシャープをつけるとその行がコメントになる print("Hello World") #その行のシャープ以降がコメントになる
演算
| 演算 | 式 |
|---|---|
| 加法 | a + b |
| 減法 | a - b |
| 乗法 | a * b |
| 除法 | a / b |
| 剰余 | a % b |
| べき乗 | a ** b |
print(1000 % 44) #1000/44の余り print(3 ** 4) #3の4乗
整数、小数
Python では、整数と小数では型が異なります。小数は浮動小数点数(floating point number) という形式で、 float型 になります。
基本
基本的には、小数点があれば float 型、小数点がなければ整数です。
10 #これは整数 -8 #これもの整数 0.8 #これはfloat型 10.0 #小数点以下が0でも小数点があればfloat型
整数と float の演算
整数と float 型の演算結果は以下のようになります。
| 演算の仕方 | 型１ | 型２ | 演算結果 |
|---|---|---|---|
| 割り算以外 | 整数 | 整数 | 整数 |
| 割り算 | 整数 | 整数 | float |
| すべて | 整数 | float | float |
| すべて | float | float | float |
注意点は、整数同士の割り算では、float 型になる点です。割り切れる場合でも float 型になります。
print(2/3) print(6/6)
整数除算
通常の割り算は a / b と書きますが、a // b とすると整数除算となります。結果は小数点以下を切り捨てた整数値になります。
print(10//3) #結果 3 print(54.0//4) #結果 13.0
変数
変数名のルール
変数を定義するとき、次のようなルールがあります。
- アルファベットと数字などが使用できる
- 使用可能な記号はアンダーバー"_"のみ
- 数字から始まってはいけない
- if や while などPython言語で使いみちが決まっている単語は使えない
- ひらがなや漢字は使わない
使用例
# 変数の定義 a = 5 b = 10 # 数値計算 sum_result = a + b difference_result = a - b product_result = a * b quotient_result = a / b # 結果の表示 print("a:", a) print("b:", b) print("a + b:", sum_result) print("a - b:", difference_result) print("a * b:", product_result) print("a / b:", quotient_result)
誰がみてもわかるように、変数名はその変数の内容がわかるものにしましょう。
関数
関数の使い方
Python では、次のように関数を呼び出します。
関数名(引数1, 引数2, 引数3, ...)
関数を呼び出すときに、括弧内で指定するものを引数といいます。また、関数を使用したときに返ってくる値を戻り値といいます。
Python には組み込み関数をよばれる関数がデフォルトで使うことができます。先ほど使用した print() もその一つです。
下の例では、print()、abs()、min()、max() を使用しています。
print("Hello World") num = abs(-10) #absは絶対値を返す print(num) b = min(1, -4, 4, 5) #minは最小値を返す c = max(4, 7, -10, 8) #maxは最大値を返す print(b, ",", c)
組み込み関数一覧
組み込み関数の一覧のリンクを貼っておきます。
docs.python.org
モジュール
Python はモジュールという単位で機能を分類しています。
import
モジュールを使うには、import 文を使い、モジュールをインポートする必要があります。
import モジュール名
モジュール内の関数を使う場合は次のように記述します。
モジュール名.関数名()
モジュールの例
datetime モジュールや random モジュール、os モジュールなど様々なモジュールがあります。
本記事では、標準ライブラリに含まれるモジュールをいくつか紹介します。標準ライブラリとは、Pythonをインストールしたら初めから使用できるモジュール群です。
docs.python.org
（os モジュール）
import os #osモジュールをインポート # カレントディレクトリ内のファイル一覧を表示 files = os.listdir() print(files)
（datetime モジュール）
from datetime import datetime #datetimeモジュールをインポート #現在の時刻を取得して表示 current_time = datetime.now() print("Current time:", current_time)
import calendar #calendarモジュールをインポート #指定した月のカレンダーを表示 calendar.prmonth(2023, 9) #実行結果 # September 2023 #Mo Tu We Th Fr Sa Su # 1 2 3 # 4 5 6 7 8 9 10 #11 12 13 14 15 16 17 #18 19 20 21 22 23 24 #25 26 27 28 29 30
（math モジュール）
import math #mathモジュールをインポート angle = math.radians(45) #45度を弧度法に変換 print("Sine of 45 degrees:", math.sin(angle))
（re モジュール）
import re #re モジュールをインポート, 正規表現を使用して文字列のパターンマッチングを行うためのモジュール pattern = r"\b\w{4}\b" # 4文字の単語を検索する正規表現 text = "This is a sample text with some words." matches = re.findall(pattern, text) print("Matches:", matches) # 実行結果 Matches: ['This', 'text', 'with', 'some']
