🐍 Python入門：データ構造、数値、関数、制御フロー

3. タプル (Tuples)

タプルは、複数の要素をまとめるためのデータ構造です。リスト（後述）と似ていますが、一度作成したら要素を変更・追加・削除できない（不変：Immutable）という特性があります。主に、変更されては困るデータの集合を扱う際に使用されます。

Action (操作)	説明	Example (例)
Create tuple values	要素をカンマで区切り、丸括弧 () で囲んで作成します。	dimensions = (200, 50)
Access tuple values	インデックス（添字）を使って要素にアクセスします。インデックスは 0 から始まります。	print(dimensions[0])

📝 プログラムソース

# タプルの作成 (幅と高さ)
dimensions = (200, 50)

# 要素へのアクセス
print(f"幅: {dimensions[0]}")
# 出力: 200

print(f"高さ: {dimensions[1]}")
# 出力: 50

# --- 不変性の確認 (変更しようとするとエラーになる) ---
# dimensions[0] = 250 
# エラー: TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

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4. ディクショナリ (Dictionaries)

ディクショナリは、キー (Key) と 値 (Value) をペアにして格納するデータ構造です。辞書のように、キーを使って対応する値を素早く検索・取得するために使用されます。

Action (操作)	説明	Example (例)
Create a dictionary	キー: 値 のペアをカンマで区切り、波括弧 {} で囲んで作成します。	alien = {'color': 'green', 'points': 5}
Access a key-value pair	キーを指定して、対応する値を取得します。	print(alien['color'])
Add a key-value pair	新しいキーを指定し、値を代入することでペアを追加できます。	alien['x_position'] = 0

📝 プログラムソース

# ディクショナリの作成
alien = {'color': 'green', 'points': 5}

# 値の取得
print(f"エイリアンの色: {alien['color']}")
# 出力: green

# ペアの追加
alien['x_position'] = 0
alien['y_position'] = 25

print(alien)
# 出力: {'color': 'green', 'points': 5, 'x_position': 0, 'y_position': 25}

# 値の変更
alien['color'] = 'yellow'
print(f"新しい色: {alien['color']}")
# 出力: yellow

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5. 数値 (NUMBERS)

Pythonでは、数値の計算も簡単に行えます。基本的な算術演算子を紹介します。

Action (操作)	説明	Example (例)
Addition	加算	2 + 3
Subtraction	減算	3 - 1
Multiplication	乗算	2 * 3
Division	除算（結果は常に浮動小数点数）	3 / 2
Exponent	べき乗 (3の2乗)	3 ** 2
Floating-point numbers	浮動小数点数（小数点を持つ数値）	0.1 + 0.2
Integer division	整数除算（商の整数部分のみを取得）	10 // 3
Modulus (remainder)	剰余（割り算の余りを取得）	10 % 3

📝 プログラムソース

# 基本的な算術演算
print(f"加算 (2 + 3): {2 + 3}")
print(f"除算 (3 / 2): {3 / 2}") # 出力: 1.5

# べき乗
print(f"べき乗 (3 ** 2): {3 ** 2}") # 出力: 9

# 整数除算と剰余
print(f"整数除算 (10 // 3): {10 // 3}") # 出力: 3
print(f"剰余 (10 % 3): {10 % 3}") # 出力: 1

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6. リスト (LISTS)

リストは、複数の要素を順番に格納する、最も一般的で柔軟なデータ構造です。タプルと異なり、要素の変更、追加、削除が可能です（可変：Mutable）。

Action (操作)	説明	Example (例)
Create a list	要素をカンマで区切り、角括弧 [] で囲んで作成します。	colors = ['red', 'blue', 'green']
Access elements	インデックスを使って要素にアクセスします。	print(colors[0])
Add elements	リストの末尾に要素を追加します。	colors.append('yellow')
Insert at a position	指定したインデックスに要素を挿入します。	colors.insert(1, 'purple')
Remove elements	指定したインデックスの要素を削除します。	del colors[0]
Sort a list	リストの要素を恒久的にアルファベット順（または数値順）に並べ替えます。	colors.sort()
Sort in reverse order	リストの要素を恒久的に逆順（降順）に並べ替えます。	colors.sort(reverse=True)
Loop through a list	リストの各要素に対して繰り返し処理を実行します。	for color in colors: print(color)

📝 プログラムソース

colors = ['red', 'blue', 'green']

# 追加と挿入
colors.append('yellow')
# ['red', 'blue', 'green', 'yellow']

colors.insert(1, 'purple')
# ['red', 'purple', 'blue', 'green', 'yellow']

# 削除
del colors[0]
# ['purple', 'blue', 'green', 'yellow']

print(f"現在のリスト: {colors}")

# ソート（恒久的な変更）
colors.sort()
print(f"ソート後のリスト: {colors}")
# 出力: ['blue', 'green', 'purple', 'yellow']

# ループ処理
print("--- リストの要素を一つずつ表示 ---")
for color in colors:
    print(color)

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7. IF文とループ (IF STATEMENT AND WHILE LOOPS)

これらは、プログラムの流れ（制御）を決定するための重要な構造です。

📌 IF文 (条件分岐)

Action (操作)	説明	Example (例)
If condition is True	指定した条件が真 (True) の場合に実行します。	if age < 18:
Else if condition	最初の条件が偽で、次の条件が真の場合に実行します。	elif age == 18:
Else	すべての条件が偽の場合に実行します。	else:

📌 WHILEループ (繰り返し)

Action (操作)	説明	Example (例)
Print user input while loop	指定した条件が真である間、ブロック内の処理を繰り返し実行します。	while number <= 5: print(number)

📝 プログラムソース

# IF文の例
age = 20
if age < 18:
    print("未成年です。")
elif age == 18:
    print("18歳です。")
else:
    print("成人です。")
# 出力: 成人です。

# WHILEループの例
number = 1
while number <= 3:
    print(number)
    number = number + 1 # または number += 1
# 出力: 1, 2, 3

# ユーザー入力の例 (チートシートの例を拡張)
# name = input("What is your name? ")
# print("Hello, " + name + "!")

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8. 関数 (FUNCTIONS)

関数は、特定のタスクを実行するコードのまとまりです。コードの再利用性を高め、プログラムを整理するのに役立ちます。

Action (操作)	説明	Example (例)
Define a function	def キーワードを使って関数を定義します。	def greet_user():
Call a function	関数名と丸括弧 () を使って関数を実行します。	greet_user()
Pass arguments	関数に渡す値（引数）を指定します。	def greet_user(name): print(name)

📝 プログラムソース

# 引数（name）を持たない関数の定義
def greet_user():
    print("Hello!")

# 関数呼び出し
greet_user()
# 出力: Hello!

# 引数（name）を持つ関数の定義
def greet_user_with_name(name):
    print(f"こんにちは、{name}さん！")

# 引数を渡して関数を呼び出し
greet_user_with_name("Taro")
# 出力: こんにちは、Taroさん！

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9. クラス (CLASSES)

クラスは、オブジェクト指向プログラミングの基本であり、「モノ（オブジェクト）」を定義するための設計図です。

Action (操作)	説明	Example (例)
Create a class	class キーワードを使ってクラスを定義します。	class Dog:
Create an object	クラス名を使って、その設計図に基づく実体（オブジェクトまたはインスタンス）を作成します。	my_dog = Dog('Rex', 3)
Access object attributes	オブジェクト名とドット . を使って、オブジェクトが持つデータ（属性）にアクセスします。	print(my_dog.name)

📝 プログラムソース

# Dogクラスの定義
class Dog:
    # オブジェクト作成時に自動で実行されるメソッド
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name # 属性（名前）を設定
        self.age = age   # 属性（年齢）を設定

# オブジェクト（インスタンス）の作成
my_dog = Dog('Rex', 3)

# 属性へのアクセス
print(f"犬の名前: {my_dog.name}")
# 出力: Rex

print(f"犬の年齢: {my_dog.age}")
# 出力: 3