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)

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