Python 基本編 1日目

Python基本編では、Pythonの基本的な文法について7回にわけて学んでいきます。

Pythonとは、1991年に開発されたオープンソースのプログラミング言語であり、プログラミング言語の人気ランキングでも上位にランクインするほどの人気を誇っています。

Pythonには次のような特徴があります。
  • シンプルで読みやすい構文
  • 目的に応じたライブラリが豊富
  • 初心者でも理解しやすい
Pythonは、次のような場面で活用されています。
  • プログラムの開発
  • 仕事の自動化
  • AI(機械学習・深層学習)の開発
  • ゲーム制作
  • ブロックチェーン開発
  • Web上の情報収集ツール
  • データ処理・分析・解析
  • IoT開発

本講座では、開発環境として、Google Colaboratory(Colab)を利用します
Googleのアカウントを作成しログイン後、https://colab.research.google.com/へアクセスしてください
新規のノートブックを作成すると以下のような画面になります。

【プログラムの入力場所】と記載しているセルにプログラムを入力します
入力したプログラムを実行するには【▷】のボタンを押します
【+ コード】を押すと、セルが追加できます

それでは、ごく基本的な事柄から始めましょう。

1.出力について

まずは、print()関数でいろいろなものを表示してみましょう。関数については、後々説明しますので、ここでは、画面に表示するprintという命令文を使えば、いろいろなものを表示することができると思っていてください。

以下のプログラムを実行してみましょう

print("Hello Python World!!")

文字列である「Hello Python World!!」をシングルクォーテーション(’)、またはダブルクォーテーション(”)で囲み、print()関数に表示する文字列を渡します。改行文字を末尾に付けなくても改行されて表示されます

以下のプログラムを実行してみましょう

print("Hello Python World!!")
print("Let`s Enjoy!")
実行結果
Hello Python World!!
Let`s Enjoy!

実行結果のように2行になって表示されます

print(1+2+5)
実行結果
8

足し算した結果が表示されます

print()の内部にカンマで区切った値を渡すと間に空白が入った状態で表示されます

print(1,2,5)
print("Hello","Python","World")
実行結果
1 2 5
Hello Python World

以上がprint()関数の基本的な使用方法ですので、まずは、print()の基本的な使用方法を理解しましょう

2.コメントについて

プログラム中に、プログラムの説明をコメントとして記述しておきたいことがあります
また、すでに書いたプログラムの一部を実行はしたくないけれども、残しておきたい場合があります
そのような時には、#(シャープ)記号を記述します
Pythonはコードの中で#記号に出会うと、#からその行の末尾までを無視し実行されません

# ブロックコメント
print("Hello PythonWorld!!")
print("Good Bye!") # インラインコメント
# print(1+2+5)

上記のように記述すると

実行結果
Hello PythonWorld!!
Good Bye!

と出力され、#記号以降は実行されません。

コメントは、プラグラムの目的や意図を伝えることで可読性を向上せ、保守を容易にするために使用されます。またデバッグ中に原因を特定するために任意の行をコメントアウトする際にも使用されます
コメントを使用する上で、以下のことに注意しましょう
  1. コメントはプログラムと矛盾しないようにする
  2. 他者が見ても明解でわかりやすいコメントにする
  3. コードを変更するたびに、コメントも更新する

3.数値と演算について

数値の演算に使⽤する四則演算の演算⼦は以下の通りです

+足し算
引き算
*掛け算
/割り算(計算結果は浮動小数点)
%余り
//掛け算(計算結果は整数)
**累乗
以下に、それぞれの使用例を示します
# 足し算
3 + 5
実行結果
8

# 引き算
3 - 5
実行結果
-2

# 掛け算
3 * 5
実行結果
15

#割り算の結果を浮動小数点で取得する場合
5 / 3
実行結果
1.6666666666666667

# 余り
16 % 3
実行結果
1

#割り算の商のみを整数で取得する場合
5 // 3
実行結果
1

# 累乗
2 ** 3
実行結果
8

足し算、引き算よりも掛け算、割り算が先に計算されます
計算(演算子)の優先順位は数学の慣習に近いのです
以下にサンプルプログラムを示します

# 優先順位
1 + 2 * 3 - 5 / 4
実行結果
5.75

括弧()を使用して演算子の優先順位を変更することができます

# 括弧による優先順位
(1 + 2) * 3 - 5 / 4
実行結果
7.75

複数の演算⼦が書かれた計算式で優先順位が等しい場合、左から順に計算されます

#割り算と掛け算は優先順位が等しいので、左から右へ演算が行われる
8 / 2 * 4
実行結果
16.0

※まず、8/2の演算が実行され、次に4.0*4の演算が実行されます

4.変数について

プログラムは、コンピュータに対して命令を行うこと、そして、データを扱うことから構成されています
データとは、命令の対象となる入力情報、または、命令の途中や結果によって得られる出力情報のことです
プログラムでは、このデータに名前を付けて、一時的にコンピュータに値を記憶させておきます
値を一時的に記憶させるためのメモリ上の箱のようなものを「変数」といいます
変数には、数値や文字列などのデータを入れることができます

また、変数の名前を「変数名」といい、変数名でデータを操作することができます
Pythonの変数名には、次のような命名規則があります
  • 1⽂字⽬ ⇒ アルファベット、アンダーバー
  • 2⽂字⽬以降 ⇒ アルファベット、アンダーバー、数字
  • 関数名などは使えない (例)print

変数には=(イコール)を使⽤して値を「代⼊」して使用します
代入」とは、メモリ上の箱の中に値を書き込むことです

変数名 =

このように変数名に=(イコール)を使って値を代入します

たとえば、変数xに123を代入しxの値を表示する場合、以下のように記述します

x = 123
print(x)
実行結果
123

変数を使って計算をすることもできます
変数numに2を代入し、num + numの値をsumに代入する場合、以下のように記述します

num = 2
sum = num + num
print(num)
実行結果
4

【演習問題】

(1)変数同士の計算をして、値を出力してみましょう
  1. 変数aに6を代入
  2. 変数bに3を代入
  3. 変数a,bの四則演算(+,-,*,/)の結果をそれぞれ適当な変数に代入し出力する
実行結果
9
3
18
2.0

(2)円の面積を計算して、値を出力してみましょう
  1. 変数rに5を代入
  2. 面積の結果を変数に代入し出力する
    ※円周率は3.14として計算します
実行結果
78.5

(3)3つの値から平均を計算し出力してみましょう
  1. 変数aに10を代入
  2. 変数bに15を代入
  3. 変数cに20を代入
  4. a,b,cの平均点の結果を変数に代入し出力する
実行結果
15.0

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