土木のためのPython入門② 基本文法編

この記事を読む前に

• 本記事は筆者個人の学習記録であり、所属する大学や特定の団体の公式見解ではありません
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• 本記事を参考にする場合は、必ずご自身でも最新の公式情報等をご確認ください
• 本記事の利用によって生じたいかなる損害についても、筆者は責任を負いかねます

この記事でできるようになること

• 変数を使えるようになる
• データ型を理解できる
• 条件分岐を書けるようになる
• 繰り返し処理を書けるようになる
• 土木データを扱うための基礎を身につける

前回の記事は こちらから

今回の記事のコードをすぐに試したい方はこちらから

0. はじめに

前回はPythonの環境構築について紹介しました。

• Google Colab
• uv + VSCode

のどちらかでPythonを実行できる状態になったと思います。
今回はPythonの基本文法について学びます。

近年は生成AIの発達により、簡単なコードであればAIが生成してくれる場面も増えています。

一方で、AIが生成したコードを正しく理解・修正するためには、

• 変数
• データ型
• 条件分岐
• 繰り返し

といった基礎知識が欠かせません。

そのため本記事では、コードを書くためというよりも「コードを理解するため」の基礎を学ぶことを目的とします。

---

1. 変数

変数とは、データを保存しておくための箱のようなものです。

補足

初心者向けのプログラミングの一般的な説明では「変数はデータを保存する箱」と表現されることがあります。

ただし、Pythonでは厳密には変数がオブジェクトを参照する仕組みになっています。

例えば次のコードを見てみましょう。

a = [1, 2, 3]
b = a

b[0] = 4

print(a)

出力

[4, 2, 3]

b のデータを変更したにもかかわらず、a の内容も変化しています。

これは a と b が同じリストオブジェクトを参照しているためです。

そのため、Pythonの変数は「データに名前を付けるもの」や「オブジェクトへの参照」と考える方がより正確です。

例えば橋の長さを保存したい場合は次のように書きます。

bridge_length = 120

print(bridge_length)

出力

120

= は数学のイコールではなく、

「右側の値を左側に代入する」

という意味です。

2. データ型

Pythonではデータの種類ごとに型が存在します。

代表的なものを紹介します。

型	2	3
int	整数	100
float	小数	12.5
str	文字列	"Kobe"
bool	真偽値	True

整数

traffic_count = 1500

print(traffic_count)

小数

river_width = 25.6

print(river_width)

文字列

city_name = "Kobe"

print(city_name)

真偽値

is_safe = True

print(is_safe)

3. 四則演算

Pythonでは電卓のような計算ができます。

a = 10
b = 5

print(a + b)
print(a - b)
print(a * b)
print(a / b)

出力

15
5
50
2.0

土木と絡めると例えば道路延長の計算などにも利用できます。

road1 = 120
road2 = 80

total = road1 + road2

print(total)

出力

200

4. 条件分岐

条件によって処理を変える場合は if を使います。

例えば降雨量を判定してみます。

rainfall = 120

if rainfall > 100:
    print("大雨に注意")

出力

大雨に注意

else

条件に当てはまらない場合は else を使います。

rainfall = 50

if rainfall > 100:
    print("大雨に注意")
else:
    print("通常")

出力

通常

5. 繰り返し処理

同じ処理を何度も行う場合は for を使います。

for i in range(5):
    print(i)

出力

0
1
2
3
4

土木っぽい例

5地点の測定データを順番に表示してみます。

depth = [1.2, 1.5, 1.8, 2.0, 1.7]

for d in depth:
    print(d)

出力

1.2
1.5
1.8
2.0
1.7

6. リスト

複数のデータをまとめて扱う場合はリストを使います。

population = [1000, 1200, 1500]

print(population)

出力

[1000, 1200, 1500]

交通量や人口データなどを扱う際によく利用されます。

7. 簡単な演習

3地点の交通量データがあるとします。

traffic = [1200, 1500, 1800]

total = 0

for t in traffic:
    total += t

print(total)

出力

4500

このように複数地点のデータをまとめて計算できます。

8. おわりに

今回はPythonの基本文法について学びました。

紹介した内容は

• 変数
• データ型
• 四則演算
• 条件分岐
• 繰り返し処理
• リスト

です。

これらは今後学ぶ

• pandas
• matplotlib
• GeoPandas
• 国土数値情報
• GIS解析

の基礎になります。

次回は、交通量や人口データなどの表データを効率よく扱うためのライブラリである「pandas」について学びます。
最後まで読んでいただきありがとうございました。

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