Python 基礎

目次

1. 基礎文法
2. 演算子
3. 制御文
4. 関数
5. モジュールとクラス

1. 基礎文法

基本的なルール

• 文末のセミコロンは不要(つけることもできる)
• {}で処理をまとめるのではなく、インデントで処理をまとめる
• メンバアクセスはドットで行う
• 処理を複数行にまたぐ場合、改行にはバックスラッシュを使用する

変数

• 「変数名 = 値」で宣言できる
• 「変数名:型名 = 値」で型を明示して変数宣言できる

※ただし、実行時に指定型以外の値を入れても、実行時エラーとはならないので注意
型指定はあくまで制作側へのヒント。

# 型指定なし
val = 10 

# 型指定あり
val:str = 'あいうえお'

コメント

• 単一行は「#」
• 複数行のコメント機能はないが、3重のシングルクォートorダブルクォートで囲むことで、複数行の文字列扱いにできる

# 単一行コメント

'''
  コメント1
  コメント2
  コメント3
'''

データ型

データ型	説明	例	補足
int	整数	1
float	浮動小数点	2.5
complex	複素数	1 + 1j	数字にjをつけると複素数リテラルになる
bool	真偽値	True, False	Trueは1, Falseは0扱い
str	文字列	'abc', "def", '''ghi''', """jkl"""	3重のクォートを使うと複数行にまたがる文字列を定義できる
list	リスト型	['hoge', 1, True]
dict	辞書型	{'key1': 'value1', 'key2': 'value2'}
tuple	タプル型	('hoge', 1, True)	要素の変更ができない
set	集合型	set(['hoge', 1, True]), set('hogehoge')	リスト型の値か、文字列を受け取り、重複した値を抜いて返す、文字列の場合は１文字ずつバラす
None	何もなし	None

2. 演算子

算術演算子

演算子	説明	例
+	加算	1 + 2 # 3
-	減算	1- - 5 # 5
*	乗算	10 * 2 # 20
**	累乗	2 ** 3 # 8
/	除算	10 / 3 # 3.3333333
//	切り捨て除算	10 // 3 # 3
%	剰余	10 % 3 # 1

比較演算子

演算子	説明
==	等しい
!=	等しくない
>	より大きい
>=	以上
<	より小さい
<=	以下
is	同一オブジェクト
is not	異なるオブジェクト
in	a in b aがbに含まれる
not in	a not in b aがbに含まれない

論理演算子

演算子	説明
and	a and b aとbが共に真の場合に真
or	a or b aかbの少なくとも1つが真の場合に真
not	not a aが真の時に偽、偽の時に真

ビット演算子

演算子	説明
&	論理積
｜	論理和
^	排他的論理和
<<	左シフト
>>	右シフト
-	ビット反転

三項演算子

• (条件が真の時の値) if (条件) else (条件が偽の時の値) で書く

val = 1
print('OK' if val > 0 else 'NG') # OK

文字列演算

演算子	説明	例
+	文字列の連結	'abc' + 'def' # abcdef
*	文字列を繰り返し結合	'ab' * 3 # ababab
[n]	n番目の文字を切り出す	'abcdef'[2] # c
[n:m]	n~m-1番目の文字を切り出す	'abcdef'[2:4] # cd
[n:]	n番目以降の文字を切り出す	'abcdef'[2:] # cdef
[:m]	m-1番目までの文字を切り出す	'abcdef'[:5] # abcde
[n:m :s]	n~m-1番目の文字をs個飛ばしで切り出す	'abcdef'[2:5:2] # ce

3. 制御文

条件分岐

• if...elif...else文(他言語で言うifelse文)
• 他言語で言うswitch文はないが、inを使うことで代用できる
• 範囲指定もできる

x = 10

# if...elif...else文
if x == 5:
  ...
elif x == 10:
  ...
else:
  ...

# 範囲指定
if 1 < x < 10:
  ...

# switch文ライクな書き方
# inを使う
if x == 5:
  ...
elif x in (2,3):
  ...
elif x in (3,4):
  ...
else:
  ...

# Noneの比較には、isやis notを使う
data = None
if data is None:
  ...

繰り返し文

• pythonのfor文は他言語のforeach文に相当
• while文はあるが、do~while文はない
• rangeを組み合わせることで、他言語のfor文が実現できる

# while文
val = 1
while val < 3:
  print(val)
  val += 1

# for文とrange関数
for i in range(2)
  print(i) # 0, 1

# for文と文字列(リスト, 辞書など)
for c in 'hoge'
  print(c) # h,o,g,e

continue, break

# continue
# xが3の時continueする
for x in range(5):
  if x == 3:
    continue
  print(x)

# break
# xが3の時breakする
for x in range(5):
  if x == 3:
    break
  print(x)

4. 関数

• 「def」を使って定義する

# 普通のやつ
def fnc(a, b):
  return a + b 

# デフォルト値
def fnc(a, b=1):
  return a + b

# 可変長引数
# *をつける
def fnc(a, b, *args):
  print(a, b, args)

# キーワード付きの可変長引数
# **をつける
def fnc(a, b, **args):
  print(a, b, args)

# 引数、返り値の型指定
# ただし、処理を動かすとエラーは起きないので注意
def fnc(a:int, b:int) -> int:
  return a + b

例外処理

• 「try ~ except ~ else ~ finally」で表せる
• 意図的に例外を起こしたい場合は、「raise」を使う

try:
  ...
# 例外発生時の処理
except Exception as e:
  ...
# 例外が発生しなかった場合の処理
else:
  ...
# 例外の有無関係なく、必ず走る処理
finally
  ...

pass文

• 何もしないことを明示する

for i in range(10)
  if(i == 1):
    print(i)
  else:
    pass # 何もしない

def hoge():
  pass

5. モジュールとクラス

モジュールのインポート

同階層のインポート

# sub.py(インポートされる側)
def subFnc():
  ...

# インポートする側
# sub.pyをインポートする
import sub # 拡張子は付けない
sub.subFnc()

# sub.pyのsubFncをインポートする
from sub import subFnc
subFnc()

他階層に一つだけ存在するファイルのインポート

# sub.py(インポートされる側)
def subFnc():
  ...

# インポートする側
# subdirフォルダのsub.pyをインポートする
from subdir import sub
sub.subFnc()

# 次のような書き方でもOK
import subdir.sub
subidir.sub.subFnc()

他階層に複数存在するファイルのインポート

# サブフォルダに複数のファイルがある場合は
# __init__.pyを用意し、パッケージ化する必要がある

# __init.py
from . import sub1
from . import sub2

# sub1.py
def subFnc():
  ...

# sub2.py
def subFnc():
  ...

# main.py(インポートする側)
import subdir
subdir.sub1.subFnc()
subdir.sub2.subFnc()

標準ライブラリのインポート

import calendar
print(calendar.month(1999,12)

外部ライブラリのインポート

• PyPI(https://pypi.python.org/pypi)というサービスからインストールする方法が一般的

# インストール
$ pip install [モジュール名]

# アンインストール
$ pip uninstall [モジュール名]

# 詳細確認
$ pip show [モジュール名]

# インストール済みモジュールの確認
pip list

# Macの場合は「pip」を「pip3」に読み替える

クラス

基本的なクラスの宣言

• インスタンスメソッドの第一引数には、必ず自分自身を示すselfを定義する

class Member:
  # クラス変数
  LANG = 'JP'

  # コンストラクタ
  # __init__で宣言できる
  def __init__(self):
    self.name = ''

  # getter
  def getName(self):
    return self.name

  # setter
  def setName(self, name):
    self.name = name

taro = Member()
taro.setName('太郎')
print(taro.getName()) # 太郎
print(Member.LANG) # JP

クラスの継承

• 「class 子クラス名(親クラス名):」で定義できる

# 親クラス
class Parent:
  def __init__(self, a, b):
    self.a = a
    self.b = b
  def hello(self):
    print("hello"　 + self.a)

# 子クラス

# 親クラスをインポート
from dir1 import Parent

# 親クラスを継承
class Child(Parent):

  # 親クラスのオーバーライド(一部上書き)
  def __init__(self, a, b, c):
    super().__init__(a, b)
    self.c = c 

  # 親クラスのオーバーライド(全て上書き)
  def hello(self):
    print(self.b)

  # 子クラスで新たに定義したメソッド
  def bye(self):
    print("good bye" + self.c)

クラスメソッド

• インスタンス化しなくても使用できるメソッド
• メソッドの一番上に@classmethodと付けることで定義できる
• 第一引数にはそのクラス自身をclsという名前で指定する(これにより、クラスのメンバにアクセスできる)

class Coordinate:
    """ 座標クラス """
 
    def __init__(self):
        """ 初期化 """
        self.x = 0
        self.y = 0
 
    def show_coordinate(self):
        """ 座標を表示する """
        print(self.x, self.y)
 
    @classmethod
    def create_new_cood(cls, x, y):
        """ Coodinateオブジェクトを生成して返す """
        new_cood = cls() # Coodinateオブジェクトを生成
        new_cood.x = x # 座標を設定
        new_cood.y = y # 座標を設定
        return new_cood
 
cood = Coordinate() # インスタンスを生成する
cood2 = cood.create_new_cood(10, 20)
cood2.show_coordinate()

スタティックメソッド

• インスタンス化してなくても使用できるメソッド
• メソッドの一番上に@staticmethodと付けることで定義できる
• クラスのメンバにはアクセスできない

import math
 
class Coordinate:
    """ 座標クラス """
  
    def __init__(self):
        """ 初期化 """
        self.x = 0
        self.y = 0
  
    def show_coordinate(self):
        """ 座標を表示する """
        print(self.x, self.y)
 
    @staticmethod
    def calc_dist(cood1, cood2):
        """ 座標間の距離を計算します """
        x = cood1.x - cood2.x
        y = cood1.y - cood2.y
        return math.sqrt((math.pow(x, 2) + math.pow(y, 2)))
 
 
cood1 = Coordinate() # インスタンスを生成する
cood1.x, cood1.y = 100, 100
 
cood2 = Coordinate() # インスタンスを生成する
cood2.x, cood2.y = 200, 200
 
dist = Coordinate.calc_dist(cood1, cood2) # スタティックメソッドを実行
print(dist)

クロージャ

• 関数のローカル変数を参照するような関数

def counter():
  count = 0

  # クロージャ
  # nonlocalをつけると、一つ外側のスコープに属する変数への代入が可能になる
  def inner_counter():
    nonlocal count
    count += 1
    return count

  return inner_count

cnt = counter()
print(cnt()) # 1
print(cnt()) # 2
print(cnt()) # 3