Python3エンジニア認定基礎試験（1章～4章）

現在Python3エンジニア認定基礎試験の勉強中です。
学習したことを以下に整理していきます。
（個人のメモ用でもあるので、説明を少し省いている箇所もあります。）

1章 食欲をそそってみようか

出題数 1/ 40問(2.5%)

1.1 Pythonの特徴

• インタープリタ言語

  • コンパイル・リンクが不要
  • 対話モード

• Pythonは高水準言語

  • 高水準言語：人間が理解しやすい言語
  • 低水準言語：機械語など

• グルーピングにインデントを使用

  • インデント：字下げのこと

• 動的型付け

  • 変数や引数の宣言が不要
  • C言語やJavaなどは静的型付け

• モジュールとして再利用が可能

  • モジュール：Pythonのファイル（.py）のこと

• 拡張可能

  • ビルトインの関数やモジュールなど

• 主要OSで利用

  • Windows, Mac OS X, UNIXなど

2章 Pythonインタープリタの使い方

出題数 1/ 40問(2.5%)

2.1 インタープリタの起動・終了

起動

python

python -c コマンド
　　　　例：python -c "print('hello')"

python -m モジュール名
　　　　例：python -m test
　　　　　（python test.pyと同じ操作）

python -i スクリプトファイル名
　　　　例：python -i script.py
※スクリプト実行後に対話モードへ

終了

Unixの場合：Ctrl+d
Windowsの場合：Ctrl+z
共通：quit()

2.2 引数を渡す

• スクリプト起動時の引数

  • sysモジュールのargvに割り当てられる（sys.argv）
  • import sysを実行して参照

• コマンドライン引数

  • コマンド入力画面(コマンドライン)からプログラムを起動する際に指定する文字列のこと

2.3 対話モード

プライマリプロンプト：コマンド入力を促す（>>>）
セカンダリプロンプト：継続行の入力を促す（...）

2.4 エンコーディング

デフォルトはUTF-8
それ以外を使う場合は# coding: (エンコーディング方式)を1行目に記載
※shebangを書く場合は2行目

例

#!/usr/bin/env python3.9
# coding: shift_jis

3章 気楽な入門編

出題数 6/ 40問(15%)

3.1 コメントアウト

• ハッシュ記号 # でコメントアウト

• 文字列リテラル (引用符で囲まれた文字列) 内部はコメントアウトできない

3.2 数値計算

• 四則演算
  >>> 1 + 3 * 4 / 2 -> 7.0

• 剰余
  >>> 5 % 2 -> 1

• 小数点以下切り捨て
  >>> 7 // 3 -> 2

• 累乗
  >>> 2 ** 3 -> 8

• 変数
  >>> a = 1
>>> b = 2
>>> a + b
  -> 3

• 四捨五入
  >>> round(5.4) -> 5
  >>> round(5.5) -> 6
  >>> round(5.43, 1) -> 5.4

• その他
  complex(複素数)、decimal(10進数)、fraction(分数)などもサポート

3.3 文字列

• シングルクォーテーション、ダブルクォーテーション
  >>> 'hello' -> 'hello'
  >>> "hello" -> 'hello'
  >>> 'dosen\'t' -> "dosen't"
  >>> "dosen't" -> "dosen't"

• エスケープシーケンス
  \n：改行
  \t：タブ

• print()関数とraw文字列
  print()関数：全体を囲む引用符を除去、特殊文字として解釈
  raw文字列：特殊文字として解釈しない

>>> 'a\nb' -> 'a\nb'
>>> print(r'a\nb') -> a\nb
>>> print('a\nb') -> a
                                           b

• トリプルクォーテーション

>>> '''
... a
... b
... c
... '''
'\na\nb\nc\n'

• 長い文字列

>>> ('あいうえお'
... 'かきくけこさしすせそ')
'あいうえおかきくけこさしすせそ'

• 長さ
  >>> word = 'abc'
>>> len(word)
  -> 3

• 連結、繰り返し
  >>> 'a' 'b' -> 'ab'
  >>> 'a' + 'b' -> 'ab'
  >>> 'a' * 3 -> 'aaa'

• インデックス指定・スライス
  >>> word = 'hello'
>>> word[1]
  -> 'e'
  >>> word[-1]
  -> 'o'
  ※インデックス指定は範囲外を指定するとエラー

>>> word[0:2]
-> 'he'
※スライスは範囲外をしてもエラーにならない

3.4 リスト

• []で宣言
  >>> a = [1,2,3]
>>> a
  -> [1, 2, 3]
  ※数字、文字列、辞書型のデータなどを並べられる

• 文字列と同様に長さの取得が可能

• ・文字列と同様に連結、繰り返しが可能

• 文字列と同様にインデックス指定・スライスが可能

• 改変可能（ミュータブル）
  ※文字列は改変不可（イミュータブル）

• 要素の追加
  >>> a = [1,2,3]
>>> a.append(4)
>>> a
  -> [1, 2, 3, 4]

3.5 多重代入

• 1行で記述可能
• 複数の変数に値を代入する場合、代入によって変数の値が更新される影響を受けない

>>> a = 10
>>> a, b = 3, a + 1
>>> print(a, b)
-> 3 11

3.6 条件分岐

• bool型（True、False）で判定
  数値：0 → False、1 → True
  シーケンス（リストや文字列）：長さが0 → False、長さが0以外 → True
  比較演算子：>、<、>=、<=、==、!=

3.7 print()関数

• 引用符なしで表示
• アイテムとアイテムの間はスペース
• キーワード引数endで出力末尾の調整が可能

>>> print("abc", "def")
abc def

>>> for i in range(5):
...     print(i, end=",")
...
0,1,2,3,4,

4章 制御構造ツール

出題数 9/ 40問(22.5%)

4.1 if文

• 記載方法
  if 条件:
elif 条件:
else:

>>> a = 1
>>> if a < 0:
...     print("負の数")
... elif a == 0:
...     print("0")
... else:
...     print("正の数")
...
正の数

4.2 for文

• 記載方法
  for 変数 in 要素の集まり:
  ※入れ子構造により多重ループも可能

>>> wordlist = ["abc", "defg"]
>>> for word in wordlist:
...     print(word, len(word))
...
abc 3
defg 4

4.3 while文

• 記載方法
  while 条件:
  ※条件が真（True）であれば実行
  ※入れ子構造により多重ループも可能

>>> i = 0
>>> while i < 5:
...     print(i)
...     i = i + 1
...
0
1
2
3
4

4.4 各種関数（range、list、enumerate）

• range()関数
  range (終了値):
range (開始値, 終了値):
range (開始値, 終了値, ステップ数):

>>> range(3) -> range(0, 3)
>>> range(0, 3) -> range(0, 3)
>>> range(0, 20, 5) -> range(0, 20, 5)

• list()関数
  要素の集まりをリスト形式に変換
  >>> list('abc') -> ['a', 'b', 'c']
  >>> list(range(3)) -> [0, 1, 2]
  >>> list(range(0, 20, 5)) -> [0, 5, 10, 15]

• enumerate()関数
  for (変数),(変数) in enumerate(要素の集まり):

>>> wordlist = ["abcde", "fjh"]
>>> for i, item in enumerate(wordlist):
...     print(i, item)
...
0 abcde
1 fjh

以下のようにrangeとlenを組み合わせた場合も同様の結果になる

>>> wordlist = ["abcde", "fjh"]
>>> for i in range(len(wordlist)):
...     print(i, wordlist[i])
...
0 abcde
1 fjh

4.5 繰り返し処理

• continue、break、else

continue：繰り返し処理をスキップ
break：繰り返し処理を中断
else：繰り返し処理終了後に実行

>>> for i in range(5):
...     if i == 3:
...         continue
...     print(i)
... else:
...     print("終了")
...
0
1
2
4
終了

>>> for i in range(5):
...     if i == 3:
...         break
...     print(i)
... else:
...     print("終了")
...
0
1
2

• イテラブル、イテレータ
  イテラブル：繰り返し可能なオブジェクト
  イテレータ：イテレーションした状態を記憶するオブジェクト
  ※iter()でイテレータ化したものをnext()で取り出せる

4.6 pass文

• 後で実装する場合などの仮置き場として使用
  ※実行しても何も起きない

• while True:内で実行すると無限ループになる

>>> def abc():
...     pass
...

4.7 関数・引数

• 関数はdefを使用

• スコープ（変数の有効範囲）
  シンボル表を読み取る順はローカル → グローバル → ビルトイン
  ※他のスコープに代入する場合はglobal文やlocal文を使用

• オブジェクトへの参照渡し　※追記：Pythonでは参照渡しは存在せず、値渡しのみ
  （以下は部分的には正しいが、参照渡しを勘違いして理解していることによる誤りとのこと）
  引数がミュータブルの場合
  　　関数内で値が変更されると呼び出し元の変数も影響を受ける
  引数がイミュータブルの場合
  　　関数内で値が変更されても呼び出し元の変数は影響を受けない

• return文
  関数の外で値を使用できる（return文がないとNoneになる）
  関数の実行を終了させたいときにも使用可能

• 引数のデフォルト値
  デフォルト値は、関数が定義された時点で関数を定義している側のスコープで評価
  　　例：関数が定義されている時点で定義されている変数の値を使用
  デフォルト値は1回のみ評価

• 位置引数、キーワード引数
  位置引数：値の指定なし
  キーワード引数：=で値を指定
  ※位置引数、キーワード引数の順番
  ※キーワード引数の順序は問われない

• 可変長引数
  *args：タプルで受け取る
  **kwargs：辞書で受け取る
  ※*args、**kwargsの順番

• 特殊引数
  位置専用引数：/より前
  　　※使用例：APIの引数名変更により呼び出せなくなるのを防ぐ
  　　　　　　　位置引数と任意個数を表すキーワード引数の衝突を防ぐ
  キーワード専用引数：*より後ろ

• アンパック
  複数の要素を各変数に代入
  *：リストやタプルをアンパック
  **：辞書をアンパック

• lambda(ラムダ)式
  名前を付ける程でもない小規模な関数に使用
  他の関数と組み合わせて使用する事が前提とされた定義式
  　　　（sort、max、 map、 filterなど）

• docstring（ドキュメンテーション文字列）
  定義の先頭にその関数の使い方を記述
  """で囲んで記載
  help()で呼び出し可能

• 関数アノテーション
  引数アノテーションと返り値アノテーション
  　　　　def abc(x:str, y:int) -> str:
  挙動に変化はない
  .__annotations__で型の確認が可能

4.8 コーディング規約

• PEP8：Pythonのスタイルガイド
  • インデントはスペース4つ
  • 79文字以下で折り返す
  • 他の行にコメントを書く
  • カンマの後ろはスペース
  • クラス名は頭文字を大文字に
  • 関数やメソッドは小文字の単語を_で繋ぐ
  • エンコーディングはUTF-8(Pythonのデフォルト)かASCIIを使用

※5章以降は別途記載予定・・・

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