VBAユーザがPython・Rを使ってみた：論理演算と比較演算

はじめに

機械学習の勉強を始めたVBAユーザです。
備忘録としてPython・Rの文法をVBAと比較しながらまとめていきたいと思います。

目次

• 論理演算と比較演算
  • 論理値
    • 論理値
    • 論理値型
  • 比較演算
    • 比較演算子
    • ２つの不等式のまとめ書き
  • 論理演算
    • 論理演算子
    • 論理演算の確認
    • 条件式の中での使用例
    • 論理値ベクトル
• まとめ
  • 一覧
  • プログラム全体

論理演算と比較演算

論理値

まず、論理値についてです。

論理値

真・偽を表す論理値は、Pythonでは True・False、Rでは TRUE・FALSE、VBAでは True・False です。

Python

Python3

print( True )
print( False )

R

R

print( TRUE )
print( FALSE )
print( T )     # TRUE
print( F )     # FALSE

Rでは TRUE・FALSE を T・F と省略して書くことができます。

VBA

VBA

Debug.Print True
Debug.Print False

論理値型

各言語での論理値のデータ型を確認しておきます。Pythonではbool型、Rではlogical型、VBAではBoolean型です。

Python3

print( type(True) )  # <class 'bool'>
print( type(False) ) # <class 'bool'>

R

R

print( typeof(TRUE) ) # "logical"
print( class(TRUE) )  # "logical"
print( typeof(TRUE) ) # "logical"
print( class(TRUE) )  # "logical"

VBA

VBA

Debug.Print TypeName(True)   ' Boolean
Debug.Print TypeName(False)  ' Boolean

比較演算

比較演算子

次は、比較演算子です。数値にも文字列にも使えます。不等号はどの言語でも同じですが、「＝」と「≠」を表す演算子が言語によって違っています。

Python

Python3

print( 12 == 13 )   # False
print( 12 <  13 )   # True
print( 12 >  13 )   # False 
print( 12 >= 13 )   # False
print( 12 <= 13 )   # True
print( 12 != 13 )   # True

print( "abc" == "def" )   # False
print( "abc" <  "def" )   # True
print( "abc" >  "def" )   # False
print( "abc" >= "def" )   # False
print( "abc" <= "def" )   # True
print( "abc" != "def" )   # True

等号はイコール２つです。イコール１つは代入です。

R

R

print( 12 == 13 )   # FALSE
print( 12 <  13 )   # TRUE
print( 12 >  13 )   # FALSE 
print( 12 >= 13 )   # FALSE
print( 12 <= 13 )   # TRUE
print( 12 != 13 )   # TRUE

print( "abc" == "def" )   # FALSE
print( "abc" <  "def" )   # TRUE
print( "abc" >  "def" )   # FALSE 
print( "abc" >= "def" )   # FALSE
print( "abc" <= "def" )   # TRUE
print( "abc" != "def" )   # TRUE

等号はイコール２つです。イコール１つは代入です。

VBA

VBA

Debug.Print (12 = 13)    ' False
Debug.Print (12 < 13)    ' True
Debug.Print (12 > 13)    ' False
Debug.Print (12 >= 13)   ' False
Debug.Print (12 <= 13)   ' True
Debug.Print (12 <> 13)   ' True

Debug.Print ("abc" = "def")    ' False
Debug.Print ("abc" < "def")    ' True
Debug.Print ("abc" > "def")    ' False
Debug.Print ("abc" >= "def")   ' False
Debug.Print ("abc" <= "def")   ' True
Debug.Print ("abc" <> "def")   ' True

等号はイコール１つです。イコール１つで等号も代入も表します。

２つの不等式のまとめ書き

２つの不等式 $0 < x$ と $x < 9$ を合わせて $0 < x < 9$ という書き方ができるかどうかについてです。

Python

Python3

x = 5
print( x > 0 )     # True
print( x < 9 )     # True   
print( 0 < x < 9 ) # True
print( 0 < x and x < 9 ) # True

Pythonでは 0 < x < 9 が有効です。

R

R

x <- 5
print( x > 0 )     # TRUE
print( x < 9 )     # TRUE   
print( 0 < x < 9 ) # エラー
print( 0 < x && x < 9 ) # TRUE

Rでは 0 < x < 9 と書くとエラーになります。

VBA

VBA

x = 5
Debug.Print (x > 0)     ' True
Debug.Print (x < 9)     ' True
Debug.Print (0 < x < 9) ' True
Debug.Print (0 < x And x < 9) ' True

VBAでは 0 < x < 9 が有効です。

論理演算

論理演算子

論理演算子（ブール演算子）の否定（NOT）、論理積（AND）、論理和（OR）、排他的論理和（NOR） についてです。

Python

Python3

print( not True  )   # False
print( not False )   # True

print( True  and True  )   # True
print( True  and False )   # False
print( False and True  )   # False 
print( False and False )   # False

print( True  or True  )    # True
print( True  or False )    # False
print( False or True  )    # False 
print( False or False )    # False

PythonにはXOR演算子がないようです。

R

R

print( ! TRUE  )   # FALSE
print( ! FALSE )   # TRUE

print( TRUE  && TRUE  )   # TRUE
print( TRUE  && FALSE )   # FALSE
print( FALSE && TRUE  )   # FALSE 
print( FALSE && FALSE )   # FALSE

print( TRUE  || TRUE  )   # TRUE
print( TRUE  || FALSE )   # TRUE
print( FALSE || TRUE  )   # TRUE 
print( FALSE || FALSE )   # FALSE

print( xor(TRUE,  TRUE ) )  # FALSE
print( xor(TRUE,  FALSE) )  # TRUE
print( xor(FALSE, TRUE ) )  # TRUE
print( xor(FALSE, FALSE) )  # FALSE

VBA

VBA

Debug.Print (Not True)    ' False
Debug.Print (Not False)   ' True

Debug.Print (True And True)     ' True
Debug.Print (True And False)    ' False
Debug.Print (False And True)    ' False
Debug.Print (False And False)   ' False

Debug.Print (True Or True)      ' True
Debug.Print (True Or False)     ' True
Debug.Print (False Or True)     ' True
Debug.Print (False Or False)    ' False

Debug.Print (True Xor True)     ' False
Debug.Print (True Xor False)    ' True
Debug.Print (False Xor True)    ' True
Debug.Print (False Xor False)   ' False

論理演算の確認

論理演算（ブール演算）の結果はどの言語でも当然同じですが、念のため確認します。

Python

Python3

# 否定（NOT）
for P in [True, False]:
    print(P, not P)
# True False
# False True

# 論理積（AND）
for P in [True, False]:
    for Q in [True, False]:
        print(P, Q, (P and Q))
# True True True
# True False False
# False True False
# False False False

# 論理和（OR）
for P in [True, False]:
    for Q in [True, False]:
        print(P, Q, P or Q)
# True True True
# True False True
# False True True
# False False False

R

R

# 否定（NOT）
for (P in c(TRUE, FALSE)) {
  print(c(P, (!P)))
}
# [1]  TRUE FALSE
# [1] FALSE  TRUE

# 論理積（AND）
for (P in c(TRUE, FALSE)) {
  for (Q in c(TRUE, FALSE)) {
    print(c(P, Q, (P && Q)))
  }
}
# [1] TRUE TRUE TRUE
# [1]  TRUE FALSE FALSE
# [1] FALSE  TRUE FALSE
# [1] FALSE FALSE FALSE

# 論理和（OR）
for (P in c(TRUE, FALSE)) {
  for (Q in c(TRUE, FALSE)) {
    print(c(P, Q, (P || Q)))
  }
}
# [1] TRUE TRUE TRUE
# [1]  TRUE FALSE  TRUE
# [1] FALSE  TRUE  TRUE
# [1] FALSE FALSE FALSE

# 排他的論理和（XOR）
for (P in c(TRUE, FALSE)) {
  for (Q in c(TRUE, FALSE)) {
    print(c(P, Q, xor(P, Q)))
  }
}
# [1]  TRUE  TRUE FALSE
# [1]  TRUE FALSE  TRUE
# [1] FALSE  TRUE  TRUE
# [1] FALSE FALSE FALSE

VBA

VBA

P = Array(True, False)
Q = Array(True, False)

' 否定（NOT）
For i = 0 To 1
  Debug.Print P(i), Not P(i)
Next i
' True          False
' False         True

' 論理積（AND）
For i = 0 To 1
    For j = 0 To 1
        Debug.Print P(i), Q(j), P(i) And Q(j)
    Next j
Next i
' True          True          True
' True          False         False
' False         True          False
' False         False         False

' 論理和（OR）
For i = 0 To 1
    For j = 0 To 1
        Debug.Print P(i), Q(j), P(i) Or Q(j)
    Next j
Next i
' True          True          True
' True          False         True
' False         True          True
' False         False         False

' 排他的論理和（XOR）
For i = 0 To 1
    For j = 0 To 1
        Debug.Print P(i), Q(j), P(i) Xor Q(j)
    Next j
Next i
' True          True          False
' True          False         True
' False         True          True
' False         False         False

条件式の中での使用例

If文の条件式の中で実際に論理演算を使ってみた例です。

Python

Python3

x = 5
if (0 < x) and (x < 9):
    print('0 < x < 9')
else:
    print('x < 0, x < 9')
# 0 < x < 9
if (x <= 0) or (9 <= x):
    print('x <= 0, 9 <= x')
else:
    print('0 < x < 9')
# 0 < x < 9
if (0 < x < 9):
    print('0 < x < 9')
else:
    print('x < 0, x < 9')
# 0 < x < 9

R

R

x <- 5
if ((0 < x) && (x < 9)) {
  print("0 < x < 9")
} else {
  print("x <= 0, 9 <= x")
}
# [1] "0 < x < 9"
if ((x <= 0) || (9 <= x)) {
  print("x <= 0, 9 <= x")
} else {
  print("0 < x < 9")
}
# [1] "0 < x < 9"

VBA

VBA

x = 5
If ((0 < x) And (x < 9)) Then
    Debug.Print ("0 < x < 9")
Else
    Debug.Print ("x <= 0, 9 <= x")
End If
' 0 < x < 9
If ((x <= 0) Or (9 <= x)) Then
    Debug.Print ("x <= 0, 9 <= x")
Else
    Debug.Print ("0 < x < 9")
End If
' 0 < x < 9
If (0 < x < 9) Then
    Debug.Print ("0 < x < 9")
Else
    Debug.Print ("x <= 0, 9 <= x")
End If
' 0 < x < 9

論理値ベクトル

Rでは論理演算子に & と | もあり、論理値ベクトルのベクトル演算に使います。
演算子 && と || が演算結果を TRUE または FALSE で返すのに対して、演算子 & と | は演算結果をベクトルで返します。

R

x <- c(TRUE, TRUE, FALSE, FALSE)   # 論理値ベクトル
y <- c(TRUE, FALSE, TRUE, FALSE)   # 論理値ベクトル
print( !x )
# FALSE FALSE  TRUE  TRUE
print( x & y )
# TRUE FALSE FALSE FALSE
print( x | y )
# TRUE  TRUE  TRUE FALSE
print( xor(x, y) )
# FALSE  TRUE  TRUE FALSE

まとめ

一覧

各言語で使用する演算子等を一覧にまとめます。比較のために、EXCELでの計算も示しました。

論理値

論理値	Python	R	VBA	EXCEL
真	True	TRUE T	True	TRUE
偽	False	False F	False	FALSE
データ型	bool	logical	Boolean

比較演算子

演算子	Python	R	VBA	EXCEL
＝	==	==	=	=
＜	<	<	<	<
＞	>	>	>	>
≦	>=	>=	>=	>=
≧	<=	<=	<=	>=
≠	!=	!=	<>	<>

論理演算子

演算子	Python	R	VBA	EXCEL
否定 NOT	not P	!P	NOT P	=NOT(P)
論理積 AND	P and Q	P && Q P & Q	P And Q	=AND(P,Q)
論理和 OR	P or Q	P || Q P | Q	P Or Q	=OR(P,Q)
排他的論理和 XOR		xor(P, Q)	P Xor Q	=XOR(P,Q)

論理演算の確認

演算	演算子	式	結果
否定	NOT	NOT T NOT F	F T
論理積	AND	T AND T T AND F F AND T F AND T	T F F F
論理和	OR	T OR T T OR F F OR T F OR T	T T T F
排他的論理和	XOR	T NOR T T XOR F F XOR T F XOR T	F T T F

注意）T：真(true)、 F：偽(false) と表記。

プログラム全体

参考までに使ったプログラムの全体を示します。

Python

Python3

# 論理値
print( True )
print( False )

print( type(True) )  # <class 'bool'>
print( type(False) ) # <class 'bool'>

# 比較演算子
print( 12 == 13 )   # False
print( 12 <  13 )   # True
print( 12 >  13 )   # False 
print( 12 >= 13 )   # False
print( 12 <= 13 )   # True
print( 12 != 13 )   # True

print( "abc" == "def" )   # False
print( "abc" <  "def" )   # True
print( "abc" >  "def" )   # False
print( "abc" >= "def" )   # False
print( "abc" <= "def" )   # True
print( "abc" != "def" )   # True

x = 5
print( x > 0 )     # True
print( x < 9 )     # True   
print( 0 < x < 9 ) # True
print( 0 < x and x < 9 ) # True

# 論理演算子（ブール演算子）
print( not True  )   # False
print( not False )   # True

print( True  and True  )   # True
print( True  and False )   # False
print( False and True  )   # False 
print( False and False )   # False

print( True  or True  )    # True
print( True  or False )    # False
print( False or True  )    # False 
print( False or False )    # False

# 否定（NOT）
for P in [True, False]:
    print(P, not P)
# True False
# False True

# 論理積（AND）
for P in [True, False]:
    for Q in [True, False]:
        print(P, Q, (P and Q))
# True True True
# True False False
# False True False
# False False False

# 論理和（OR）
for P in [True, False]:
    for Q in [True, False]:
        print(P, Q, P or Q)
# True True True
# True False True
# False True True
# False False False

x = 5
if (0 < x) and (x < 9):
    print('0 < x < 9')
else:
    print('x < 0, x < 9')
# 0 < x < 9
if (x <= 0) or (9 <= x):
    print('x <= 0, 9 <= x')
else:
    print('0 < x < 9')
# 0 < x < 9
if (0 < x < 9):
    print('0 < x < 9')
else:
    print('x < 0, x < 9')
# 0 < x < 9

R

R

# 論理値
print( TRUE )
print( FALSE )
print( T )     # TRUE
print( F )     # FALSE

print( typeof(TRUE) ) # "logical"
print( class(TRUE) )  # "logical"
print( typeof(TRUE) ) # "logical"
print( class(TRUE) )  # "logical"

# 比較演算子
print( 12 == 13 )   # FALSE
print( 12 <  13 )   # TRUE
print( 12 >  13 )   # FALSE 
print( 12 >= 13 )   # FALSE
print( 12 <= 13 )   # TRUE
print( 12 != 13 )   # TRUE

print( "abc" == "def" )   # FALSE
print( "abc" <  "def" )   # TRUE
print( "abc" >  "def" )   # FALSE 
print( "abc" >= "def" )   # FALSE
print( "abc" <= "def" )   # TRUE
print( "abc" != "def" )   # TRUE

x <- 5
print( x > 0 )     # TRUE
print( x < 9 )     # TRUE   
print( 0 < x < 9 ) # エラー
print( 0 < x && x < 9 ) # TRUE

# 論理演算子（ブール演算子）
print( ! TRUE  )   # FALSE
print( ! FALSE )   # TRUE

print( TRUE  && TRUE  )   # TRUE
print( TRUE  && FALSE )   # FALSE
print( FALSE && TRUE  )   # FALSE 
print( FALSE && FALSE )   # FALSE

print( TRUE  || TRUE  )   # TRUE
print( TRUE  || FALSE )   # TRUE
print( FALSE || TRUE  )   # TRUE 
print( FALSE || FALSE )   # FALSE

print( xor(TRUE,  TRUE ) )  # FALSE
print( xor(TRUE,  FALSE) )  # TRUE
print( xor(FALSE, TRUE ) )  # TRUE
print( xor(FALSE, FALSE) )  # FALSE

# 否定（NOT）
for (P in c(TRUE, FALSE)) {
  print(c(P, (!P)))
}
# [1]  TRUE FALSE
# [1] FALSE  TRUE

# 論理積（AND）
for (P in c(TRUE, FALSE)) {
  for (Q in c(TRUE, FALSE)) {
    print(c(P, Q, (P && Q)))
  }
}
# [1] TRUE TRUE TRUE
# [1]  TRUE FALSE FALSE
# [1] FALSE  TRUE FALSE
# [1] FALSE FALSE FALSE

# 論理和（OR）
for (P in c(TRUE, FALSE)) {
  for (Q in c(TRUE, FALSE)) {
    print(c(P, Q, (P || Q)))
  }
}
# [1] TRUE TRUE TRUE
# [1]  TRUE FALSE  TRUE
# [1] FALSE  TRUE  TRUE
# [1] FALSE FALSE FALSE

# 排他的論理和（XOR）
for (P in c(TRUE, FALSE)) {
  for (Q in c(TRUE, FALSE)) {
    print(c(P, Q, xor(P, Q)))
  }
}
# [1]  TRUE  TRUE FALSE
# [1]  TRUE FALSE  TRUE
# [1] FALSE  TRUE  TRUE
# [1] FALSE FALSE FALSE

x <- 5
if ((0 < x) && (x < 9)) {
  print("0 < x < 9")
} else {
  print("x <= 0, 9 <= x")
}
# [1] "0 < x < 9"
if ((x <= 0) || (9 <= x)) {
  print("x <= 0, 9 <= x")
} else {
  print("0 < x < 9")
}
# [1] "0 < x < 9"

# 論理値ベクトル
x <- c(TRUE, TRUE, FALSE, FALSE)   # 論理値ベクトル
y <- c(TRUE, FALSE, TRUE, FALSE)   # 論理値ベクトル
print( !x )
# FALSE FALSE  TRUE  TRUE
print( x & y )
# TRUE FALSE FALSE FALSE
print( x | y )
# TRUE  TRUE  TRUE FALSE
print( xor(x, y) )
# FALSE  TRUE  TRUE FALSE

VBA

VBA

Sub test_bool()
Dim x As Integer
Dim P As Variant
Dim Q As Variant
Dim i As Integer
Dim j As Integer

' 論理値
Debug.Print True
Debug.Print False

Debug.Print TypeName(True)   ' Boolean
Debug.Print TypeName(False)  ' Boolean

' 比較演算子
Debug.Print (12 = 13)    ' False
Debug.Print (12 < 13)    ' True
Debug.Print (12 > 13)    ' False
Debug.Print (12 >= 13)   ' False
Debug.Print (12 <= 13)   ' True
Debug.Print (12 <> 13)   ' True

Debug.Print ("abc" = "def")    ' False
Debug.Print ("abc" < "def")    ' True
Debug.Print ("abc" > "def")    ' False
Debug.Print ("abc" >= "def")   ' False
Debug.Print ("abc" <= "def")   ' True
Debug.Print ("abc" <> "def")   ' True

x = 5
Debug.Print (x > 0)     ' True
Debug.Print (x < 9)     ' True
Debug.Print (0 < x < 9) ' True
Debug.Print (0 < x And x < 9) ' True

' 論理演算子（ブール演算子）
Debug.Print (Not True)    ' False
Debug.Print (Not False)   ' True

Debug.Print (True And True)     ' True
Debug.Print (True And False)    ' False
Debug.Print (False And True)    ' False
Debug.Print (False And False)   ' False

Debug.Print (True Or True)      ' True
Debug.Print (True Or False)     ' True
Debug.Print (False Or True)     ' True
Debug.Print (False Or False)    ' False

Debug.Print (True Xor True)     ' False
Debug.Print (True Xor False)    ' True
Debug.Print (False Xor True)    ' True
Debug.Print (False Xor False)   ' False

P = Array(True, False)
Q = Array(True, False)

' 否定（NOT）
For i = 0 To 1
  Debug.Print P(i), Not P(i)
Next i
' True          False
' False         True

' 論理積（AND）
For i = 0 To 1
    For j = 0 To 1
        Debug.Print P(i), Q(j), P(i) And Q(j)
    Next j
Next i
' True          True          True
' True          False         False
' False         True          False
' False         False         False

' 論理和（OR）
For i = 0 To 1
    For j = 0 To 1
        Debug.Print P(i), Q(j), P(i) Or Q(j)
    Next j
Next i
' True          True          True
' True          False         True
' False         True          True
' False         False         False

' 排他的論理和（XOR）
For i = 0 To 1
    For j = 0 To 1
        Debug.Print P(i), Q(j), P(i) Xor Q(j)
    Next j
Next i
' True          True          False
' True          False         True
' False         True          True
' False         False         False

x = 5
If ((0 < x) And (x < 9)) Then
    Debug.Print ("0 < x < 9")
Else
    Debug.Print ("x <= 0, 9 <= x")
End If
' 0 < x < 9
If ((x <= 0) Or (9 <= x)) Then
    Debug.Print ("x <= 0, 9 <= x")
Else
    Debug.Print ("0 < x < 9")
End If
' 0 < x < 9
If (0 < x < 9) Then
    Debug.Print ("0 < x < 9")
Else
    Debug.Print ("x <= 0, 9 <= x")
End If
' 0 < x < 9

End Sub

参考

• Python
  • Python チュートリアル
  • Chainer チュートリアル　2. Python 入門
• R
  • RjpWiki
  • R-Tips