他言語経験者用 Python 入門①
Python の基礎学習のためのメモ。（基本的には自分用の備忘録）
Java、Javascriptなど他言語の経験者を対象とした内容のため、環境構築的な部分は一切飛ばし Python 自体について書いていく。
使用する開発環境は以下のとおり。
・ Python 3.8
・ VS Code
参考文献は以下の連載サイト。
Pythonの特徴
①他のプログラミング言語と比べ、シンプルで覚えることが少ない
②Python向け外部ライブラリが豊富
③活躍の範囲が広い（アプリ、Web、AIなど）
④インデントによりブロックを判断するため自然とコードが綺麗になる
個人的には④が最大の魅力だと思う。
Hello World
いくつかのパターンで Hello World してみる。
パターン１： ただの Hello World。
print('Hello World')実行結果： Hello World
以上。
パターン２： 入力した名前に対して Hello する。
name = input('Input your name : ')
print('Hello ' + name)実行結果：
Input your name : Taro
Hello Taro
パターン３： 関数を使った Hello World
# 関数定義
def hello(name):
print('Hello ' + name)
# 関数呼び出し
hello('Taro')実行結果： Hello Taro
数値と算術演算
一般的なプログラミング言語とそれほど違いはない。
Python以外であまり見たことがないものや、他言語と構文が異なるものを中心に掲載する。
インクリメント・デクリメント
他言語でよく使われるインクリメント ( ++ ) 、デクリメント ( -- )は Python では使えないので注意が必要。
「+」演算子
print( 2 + 2 )実行結果： 4
上記のとおり普通に使えるが、文字列連結の際には注意が必要。
print('2' + 2) # 文字列と数値実行結果： TypeError: can only concatenate str (not "int") to str
指数に使用できる。
print(9.8203e+3)実行結果： 9820.3
各進数の表現
他言語でもそうだが、一応メモしておく。
２進数： 先頭に「0b」を付与。
８進数： 先頭に「0o」を付与。
１６進数： 先頭に「0x」を付与。
「//」演算子
「//」演算子を使うことで、整数除算の商を求められる。
print( 9 // 5 )実行結果： 1
Python の三項演算
from random import randint # randomモジュールのrandint関数をimport
num = randint(1, 10)
ans = 'Even' if num % 2 == 0 else 'Odd' # 三項演算
print(f'{num} is {ans}')実行結果： 6 is Even
Python の文字列について
文字列は、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「"」で囲む。
str1 = 'Hello '
str2 = "Taro"
print(str1 + str2)実行結果： Hello Taro
トリプルクォーテーション（三重引用符）で囲んだ文字列は、エスケープシーケンスも含めて文字列そのものを出力できる。
str = '''
トリプルクォーテーションで囲むと、\n や \t などの
エスケープシーケンスも含め、そのまま出力できます。
'''
print(str)実行結果：
トリプルクォーテーションで囲むと、\n や \t などの
エスケープシーケンスも含め、そのまま出力できます。
raw 文字列
raw 文字列を使うことでも、文字列内にエスケープシーケンスそのものを含めることができる。
raw 文字列の作成は以下の例のとおり、文字列の先頭に「r」または「R」を記述する。
str = r'C:\Program Files\java'
print(str)実行結果：C:\Program Files\java
フォーマット済文字列
フォーマット済文字列を使うと、文字列中に変数や計算式を埋め込むことができる。
フォーマット済文字列の作成は以下の例のとおり、文字列の先頭に「f」または「F」を記述する。
文字列中に変数を埋め込むには、中カッコで囲む。
first_name = 'Obi-Wan'
family_name = 'Kenobi'
full_name = f'{first_name} {family_name}'
print full_name実行結果：Obi-Wan Kenobi
文字列操作について
文字列 ⇔ 数値 変換
文字列を数値に変換する関数に、int 関数、float 関数がある。
n = '10'
print(int(n) + 1)
f = '3.14'
print(float(f) + 1)実行結果：
11
4.14
また逆に、数値を文字列に変換する関数として str 関数がある。
n = 100
print(str(n) + '歳')実行結果： 100歳
文字数取得
length = len('Hello Python')
print(length)実行結果： 12
文字列検索
文字列検索用の関数は複数ある。
・find
・rfind
・index
・rindex
・find
使い方：検索元文字列.find(検索したい文字列)
引数：検索したい文字列
戻り値：検索元文字列内に、検索したい文字列が存在する場合、その最小インデックス。存在しない場合は -1。
・rfind
使い方：検索元文字列.rfind(検索したい文字列)
引数：検索したい文字列
戻り値：検索元文字列内に、検索したい文字列が存在する場合、その最大インデックス。存在しない場合は -1。
・index
使い方：検索元文字列.index(検索したい文字列)
引数：検索したい文字列
戻り値：検索元文字列内に、検索したい文字列が存在する場合、その最小インデックス。存在しない場合は例外を発生させる。
・rindex
使い方：検索元文字列.rindex(検索したい文字列)
引数：検索したい文字列
戻り値：検索元文字列内に、検索したい文字列が存在する場合、その最大インデックス。存在しない場合は例外を発生させる。
文字種の判定
・isdigit
使い方：対象文字列.isdigit()
引数：なし
戻り値：真偽値。対象文字列が数字だけで構成されていればTrue、そうでなければFalse。
・isalpha
使い方：対象文字列.isalpha()
引数：なし
戻り値：真偽値。対象文字列が英字だけで構成されていればTrue、そうでなければFalse。
・isalnum
使い方：対象文字列.isalnum()
引数：なし
戻り値：真偽値。対象文字列が英数字だけで構成されていればTrue、そうでなければFalse。
・isupper
使い方：対象文字列.isupper()
引数：なし
戻り値：真偽値。対象文字列が大文字だけで構成されていればTrue、そうでなければFalse。
・islower
使い方：対象文字列.islower()
引数：なし
戻り値：真偽値。対象文字列が小文字だけで構成されていればTrue、そうでなければFalse。
文字列置換
・replace
使い方：元文字列.replace(old, new, count)
引数１：置換前の文字列
引数２：置換後の文字列
引数３：置換回数（省略時は該当した全回数）
戻り値：「元文字列」内の「置換前の文字列」を「置換後の文字列」に指定回数分置き換えた結果の文字列。
その他（startswith / endswith）
文字列の先頭が指定の文字列で始まっているかを調べるのが startswith。
使い方：文字列.startswith(prefix)
文字列の終端が指定の文字列かどうかを調べるのが endswith。
使い方：文字列.endswith(suffix)
条件分岐（if / else）
# fizzbuzz関数
def fizzbuzz(num):
if num % 3 == 0 and num % 5 == 0:
print('fizzbuzz')
elif num % 3 == 0:
print('fizz')
elif num % 5 == 0:
print('buzz')
else:
print(num)
# 関数呼び出し
fizzbuzz(15)実行結果： fizzbuzz
for ループ
str = 'Hello World'
for ch in str:
# 1文字ずつカンマで区切って表示する
print(ch, end=', ')実行結果： H, e, l, l, o, , W, o, r, l, d,
for num in range(10):
# 1文字ずつスペースで区切って表示する
print(num, end=' ')実行結果： 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
リストを使用した for ループ
names = ['taro', 'jiro', 'ichiko']
for name in names:
print(name, end=' ')実行結果：taro jiro ichiko
while ループ
i = 0
while i < 10:
print(i, end=' ')
i += 1実行結果： 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
先にも述べたが、他言語で良く使われるインクリメント( ++ )、デクリメント( -- ) 演算子は使えないので注意が必要。
関数定義と呼び出し
# 関数定義の書式：
def func_name( param1, param2, ....):
処理1
処理2
....
# 関数呼び出し：
func_name( arg1, arg2, ....)
以下の仕様で関数を定義する
機能： 引数で受け取った名前に対してあいさつする
関数名： hello
引数：someone（相手の名前を表す文字列）
def hello(someone):
print(f'Hello {someone}')関数の特殊な引数
引数のアンパック
関数の引数には、反復可能オブジェクトをアンパックして渡すことができる。
リストや文字列はオブジェクトの前にアスタリスク「*」を１つ付け、辞書の場合は２つ付ける。
辞書の場合、各キーには、関数パラメータと同じ名前を付ける必要があるので注意。
def unpack_sample(param1, param2, param3):
return f'{param1} {param2} {param3}'
# リストをアンパックして渡す
s = unpack_sample(*['aa', 'bb', 'cc'])
print(s)
# 文字列をアンパックして渡す
s = unpack_sample(*'ABC')
print(s)
# 辞書をアンパックして渡す
dict = {'param1':'v1','param2':'v2','param3':'v3'}
s = unpack_sample(**dict)実行結果：
aa bb cc
A B C
v1 v2 v3
引数のデフォルト値
def sample(p1='a', p2='b', p3=0):
print(f'{p1} {p2} {p3}')
sample()
sample(p2='B')実行結果：
a b 0
a B 0
注意点：
いずれかのパラメーターにデフォルト引数値を指定したら、指定した引数以降すべてのパラメーターデフォルト引数値を指定しなければならない。
参考：print 関数のデフォルト値
print(*objects, sep=' ', end='\n', file=sys.stdout, flush=False)
変数・関数のスコープと名前空間
プログラム実行時に変数名や関数名を発見すると、Pythonはそれを解決するために、3つ（またはそれ以上）のスコープを以下の順で探す。
ローカルスコープ ⇒ グローバルスコープ ⇒ ビルトインスコープ
関数の実行時に名前が見つかると、まずは関数のローカルスコープからその名前を検索する。
・ローカルスコープにその名前があれば、その値を利用する。
・見つからなければ、グローバルスコープ → ビルトインスコープという順番で、その名前を検索していき、見つかったところでその値を利用する。
・最終的に名前が見つからなければ「NameError」を発生させる。
それぞれの名前空間について
・ビルトイン名前空間：Pythonインタープリタの起動時に作成され、インタープリタの終了時に削除される
・グローバル名前空間：モジュール読み込み時に作成され、多くの場合はインタープリタの終了時に削除される
・ローカル名前空間：関数が呼び出されるタイミングで作成され、関数の終了時に削除される
ラムダ式
ラムダ式の構文
lambda パラメータ: 式
パラメータがない場合はコロンのみを記述する。
パラメータが複数ある場合はカンマ区切りで記述する。
ラムダ式の実例と使いどころ
func = lambda name: print(f'Hello {name}')
func('taro')実行結果： Hello taro
上記のように無名関数をラムダ式で作成し、変数に代入することができる。
しかし、このような使用方法はPython公式サイトで推奨されていない。
使いどころとしては、関数の引数に関数を入れるような場合を想定している。
以下に filter 関数を使った例を示す。
result = filter(lambda x: x % 2 == 0, [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6])
for num in result:
print(num, end=' ')実行結果： 0 2 4 6
さらに上記を、リスト内包表記で書き直す。
※ 内包表記についての詳細は後述
result = [x for x in [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6] if x % 2 == 0]
print(result)実行結果: [0, 2, 4, 6]
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