Pythonを使ったデータサイエンティストになるための修行です。
型を制するものは全てを制すということでPythonの主要なクラスをやります。
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Pythonの主要なクラス
| クラス | 説明 | 分類 | インスタンス例 |
|---|---|---|---|
| object | object型 | オブジェクト | object() |
| bool | 論理型 | 論理値 | True, False |
| int | 整数型 | 数値 | 26, 0b11010, 0o32, 0x1a |
| float | 浮動小数点型 | 数値 | 3.1415, 1.5e-3, 1/2 |
| complex | 複素数型 | 数値 | 1j, 1.1+2.3j |
| tuple | タプル型 | シーケンス | (), (1,), (True,False) |
| list | リスト型 | シーケンス | [],[1], [True,False] |
| str | 文字列型 | シーケンス | 'man',"man",'人',"人" |
| bytes | バイト列型 | シーケンス | b'man', b'¥xe4¥xba¥xba' |
| bytearray | バイト配列型 | シーケンス | bytearray(b'man') |
| range | 範囲型 | イテレータ | range(1,10,2) |
| dict | 辞書型 | マッピング | {}, {'y':2014,'m':12,'d':25} |
| set | 集合型 | 集合 | {1,3,5,7,9} |
| function | 関数型 | 関数 | lambda x:x**2 |
クラスの調べ方
type()を使う。
In [1]: type('man')
Out[1]: str
または、isinstance()を使う。
In [2]: isinstance('man', str)
Out[2]: True
In [3]: isinstance('man', bytes)
Out[3]: False
isinstance(x, X)はtype(x)がXのサブクラスである場合でもTrueとなります。
つまり、すべてのクラスはオブジェクトクラスのサブクラスということです。
In [4]: isinstance('man', object)
Out[4]: True
In [5]: issubclass(str, object)
Out[5]: True
クラス変換(cast)
大体は変換先クラスの第1引数に変換元を入れれば変換できる。
In [6]: float(1) #int to float
Out[6]: 1.0
In [7]: int(-1.9) #float to int
Out[7]: -1
In [8]: complex(0) #int to complex
Out[8]: 0j
In [9]: list((1, 2, 3)) #tuple to list
Out[9]: [1, 2, 3]
In [10]: tuple([1, 2, 3]) #list to tuple
Out[10]: (1, 2, 3)
In [11]: list(range(5)) #range to list
Out[11]: [0, 1, 2, 3, 4]
In [12]: list('abc') #str to list
Out[12]: ['a', 'b', 'c']
bool
boolクラス(論理型)の真、偽はTrue,Falseで表現されます。
否定、論理積、論理和に対する演算子はnot, and, orです。
In [13]: not True, True and True, True or False
Out[13]: (False, True, True)
全てのobjectがboolにcast可能です。
Pythonでは条件文など、さまざまな状況で暗黙の論理型への変換が行われます。
In [14]: bool(0), bool(0.1), bool(()), bool([]), bool({}), bool({0})
Out[14]: (False, True, False, False, True)
整数の論理積と論理和では評価手続きにおける最後の整数が戻されます。
In [16]は整数のbitごとの論理積、論理和です。
In [15]: 3 and 6, 3 or 6, 1 and 0
Out[15]: (6, 3, 0)
In [16]: 3 & 6, 3 | 6
Out[16]: (2, 7)
int, float
int型に上限はありません。
In [26]: 10 ** 30
Out[26]: 1000000000000000000000000000000
10 / 5はfloat, 10 // 5はintになります。
In [27]: 10 / 5, 10 // 5
Out[27]: (2.0, 2)
商と余りを求める。
In [28]: 10 // 3, 10 % 3
Out[28]: (3, 1)
list, tuple
-
listは要素、部分列の変更が可能 -
tupleは変更ができない
list
listの生成
In [29]: a = [10, 20, 30, 40, 50]
インデックスで参照できます。
-1でリストの最後を参照できます。
In [30]: a[0], a[-1]
Out[30]: (10, 50)
もちろん変更もできます。
In [31]: a[0], a[-1] = 11,51
シーケンスに対してはスライスという機能が使えます。
# 文字列オブジェクト[開始インデックス:終了インデックス]
In [32]: a[1:4]
Out[32]: [20, 30, 40]
スライスの3つ目の引数にはステップを指定できます。
これを使うと指定の数だけ飛ばして参照できます。
In [33]: a[::2]
Out[33]: [11, 30, 51]
tuple
tupleの生成
In [33]: a = (10,20,30,40,50)
tupleも同様にインデックスで参照できます。
誤解釈されない限り、tupleの（）は省略できます。
In [34]: a[0], a[-1]
Out[34]: (10, 50)
変更はエラーとなります。
In [35]: a[0] = 11
---------------------------------------------------------------------------
TypeError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-45-1ffcdc5ca638> in <module>()
----> 1 a[0]=11
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
結合はできる。
In [36]: a, b = (1,2),(True,'Japan',(None,'dog'))
In [37]: a + b
Out[37]: (1, 2, True, 'Japan', (None, 'dog'))
追加はできない。
In [38]: a.append(10)
---------------------------------------------------------------------------
AttributeError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-52-fb2e87d24477> in <module>()
----> 1 a.append(10)
AttributeError: 'tuple' object has no attribute 'append'
tupleの存在意義
listに制限つけただけじゃんと思われるかもしれませんがtupleには以下の意味があります。
-
dict(辞書)のkeyになれる - mutableでない分、
listより高速に処理ができる -
tupleは元々、複数のobjectを「単純に」1個にまとめるという意味がある
str, bytes, bytearray
str(文字列)は常にUnicodeを意味します。
これに対して、bytes, bytearray は単純なbyte列です。
bytesとbytearrayの違いは、tupleとlistの違いと同じです。
文字列の参照方法は基本的にlistやtupleと同じです。
In [53]: a, b = 'ABCDE','FG'
In [54]: a[0],a[-1],a[-2],a[1:4]
Out[54]: ('A', 'E', 'D', 'BCD')
triple quoteで改行を含めることができます。
In [55]: s = '''
....: #include <stdio.h>
....: int main(){
....: printf("hello world\n");
....: return 0;
....: }
....: '''
In [56]: s
Out[56]: '\n #include <stdio.h>\n int main(){\n printf("hello world\n");\n return 0;\n}\n'
dict
listでは、indexは0から始まる整数でしたが、dict(辞書型)では、このindexに相当するkeyとして整数、文字列、tupleなどが使用できます。
In [61]: exts={'py':'Python','rb':'Ruby','pl':'Perl'}
In [62]: for key in exts:
....: value=exts[key]
....: print(key,value)
pl Perl
py Python
rb Ruby
items()を使えばkeyとvalueを一緒に取り出せます。
In [63]: for key,value in exts.items():
....: print(key,value)
pl Perl
py Python
rb Ruby
keyがdictに含まれるかどうかはinを使用します。
In [64]: 'py' in exts, 'c' in exts
Out[64]: (True, False)