Python の基礎: Python でプログラミングを始める

Mar 19 2023

コーディングの方法を学びたいと思ったことはありますが、そのプロセスは怖くてわかりにくいと感じたことはありませんか? もしそうなら、Python があなたにぴったりの言語かもしれません。シンプルな構文と理解しやすい構造を備えた Python は、コードを学び始めたばかりの初心者にとって最適な言語です。このブログ投稿では、インストールから入出力まで、Python プログラミングの基本を説明します。

コーディングの方法を学びたいと思ったことはありますが、そのプロセスは怖くてわかりにくいと感じたことはありませんか? もしそうなら、Python があなたにぴったりの言語かもしれません。シンプルな構文と理解しやすい構造を備えた Python は、コードを学び始めたばかりの初心者にとって最適な言語です。

このブログ投稿では、インストールから入出力まで、Python プログラミングの基本を説明します。データサイエンスでキャリアを始めたいと考えている場合でも、単純に Python プログラミングに挑戦したいと考えている場合でも、この投稿は始めるのに最適です。

それでは、キーボードを手に取り、Python の世界に飛び込みましょう!

インストール:

Python でプログラミングを始める前に、コンピューターに Python インタープリターをインストールする必要があります。Python インタープリターは、Python コードを読み取って実行するプログラムです。

Python をコンピューターにインストールする手順は次のとおりです。

Python の公式 Web サイトにアクセスします。https://www.python.org/downloads/Python の最新の安定バージョンをダウンロードするには、[ダウンロード] ボタンをクリックします。
オペレーティングシステムに適切なインストーラーを選択します。Windows を使用している場合は、Windows インストーラー (.exe ファイル) をダウンロードします。macOS を使用している場合は、macOS インストーラー (.pkg ファイル) をダウンロードする必要があります。Linux を使用している場合は、ディストリビューションに適切なインストーラーをダウンロードできます。
インストーラーをダウンロードしたら、それを実行し、インストーラーの指示に従います。インストールする場所と、インストールする追加のオプションを選択するように求められます。
インストールが完了したら、コマンドプロンプトまたはターミナルウィンドウを開いて「python」と入力し、インストールが成功したことを確認します。Python のバージョン番号が表示されるはずです。

代替案:

ローカルマシンに追加のソフトウェアをインストールしたくない場合は、クラウドベースの開発環境である Google Colab を使用できます。Google Colab を使用すると、ソフトウェアをインストールしたり開発環境をセットアップしたりすることなく、ブラウザで Python コードを作成して実行できます。これは、Python を始めたばかりの初心者や、ローカルにインストールする手間をかけずにコードのプロトタイプを迅速に作成してテストしたい人にとって理想的なオプションです。

Pythonプログラムの実行

最初の Python プログラムを作成して分析してみましょう。

print("Hello World!")

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通訳者

Pythonプログラムの実行手順

インタプリタはまずソースコードの構文にエラーがないかチェックし、次にそのコードを PVM で実行できるバイトコード命令にコンパイルします。

バイトコードは、再コンパイルを必要とせずにどのプラットフォームでも実行できるコードの低レベル表現です。

バイトコードは PVM によって実行されるため、スタックベースのメモリモデルを使用してメモリを管理し、計算を実行します。

実行中、PVM は数値、文字列、リストなどのデータを表すオブジェクトをメモリ内に作成します。

全体として、Python プログラムの実行には、ソースコードをバイトコードにコンパイルし、PVM を使用してバイトコードを実行し、プログラムの実行全体を通じてメモリとオブジェクトを管理することが含まれます。

上記のプログラムの .pyc ファイルを個別に作成するには、ターミナルに次のコマンドを入力します。

C: \>python -m py_compile ifra.py

変数はデータを保存するために使用されます。Python では、名前に値を割り当てるだけで変数を作成できます。

たとえば、次のコードは x という名前の変数を作成し、それに値 10 を割り当てます。

x = 10

整数: 整数は、12 や -16 などの整数です。

浮動小数点: 浮動小数点は、3.14 や -0.9 などの 10 進数です。

文字列:文字列は、「hello」や「world」など、一重引用符または二重引用符で囲まれた一連の文字です。

組み込みのtype()関数を使用して、変数のデータ型を確認できます。

例えば：

x = 10
y = 3.14
z = "hello"

print(type(x))  # Output: <class 'int'>
print(type(y))  # Output: <class 'float'>
print(type(z))  # Output: <class 'str'>

Python で変数を作成する方法と基本的なデータ型を理解したところで、演算子に進みましょう。

オペレーター

演算子は、変数 (オペランド) に対して特定の数学的または論理演算を実行する文字です。演算子が単一の変数に作用する場合、それは単項演算子と呼ばれます。同様に、演算子が 2 つの変数に作用する場合は 2 項演算子と呼ばれ、3 つのオペランドが関与する場合は 3 項演算子と呼ばれます。これは分類の一種でした。演算子は、その性質に応じて、算術演算子、代入演算子、比較演算子、論理演算子、恒等演算子、メンバーシップ演算子、およびビットごとの演算子にも分類されます。

算術演算子

算術演算子は、加算、減算、乗算、除算などの数学演算を実行するために使用されます。Python で最も一般的な算術演算子は次のとおりです。

追加: +

減算: -

乗算: *

分割： /

モジュロ: % (除算の余りを返します)

べき乗: ** (数値の累乗)

Floor Division : // (結果を最も近い整数に切り捨てます)

以下は、Python で算術演算子を使用する方法を示す例です。

x = 25
y = 8

print(x + y)  # Output: 33
print(x - y)  # Output: 17
print(x * y)  # Output: 200
print(x / y)  # Output: 3.125
print(x % y)  # Output: 1
print(x ** y) # Output: 152587890625
print(x // y) # Output:3

これらの演算子は、右側の値を左側の変数に格納する場合に便利です。また、単純な算術演算を実行し、結果を変数に格納するために使用することもできます。

代入演算子

単項マイナス演算子

単項マイナス演算子は記号minus(-)で示され、この演算子が変数の前に使用されると、その値は否定されます。これは、変数値が正の場合は負に変換され、その逆も同様であることを意味します。

次のステートメントを考慮してください。

n=10
print(-n) #OUTPUT: -10

num= -10
print(-num) #OUTPUT: 10

関係演算子は 2 つの量を比較するために使用されます。これらの演算子の結果は、比較される値に応じて True または False になります。Python で最も一般的な関係演算子は次のとおりです。

等しい: '=='

等しくない: '!='

次より大きい: '>'

以下: '<'

以上: '>='

以下: '<='

以下は、Python で比較演算子を使用する方法を示す例です。

x = 10
y = 5

print(x == y)  # Output: False
print(x != y)  # Output: True
print(x > y)  # Output: True
print(x < y)  # Output: False
print(x >= y)  # Output: True
print(x <= y)  # Output: False

論理演算子は、複合条件を構築するために使用されます。複合条件は、複数の単純な条件を組み合わせたものです。それぞれの単純な条件が True または False として評価され、全体の条件が True か False かを判断します。3 つの論理演算子は、「and」、「or」、「not」です。

以下は、Python で論理演算子を使用する方法を示す例です。

x = 10
y = 5

print(x > 5 and y < 10)  # Output: True
print(x > 5 or y > 10)  # Output: True
print(not x > 5)  # Output: False

恒等演算子は、オブジェクトの値が等しいかどうかだけでなく、実際に同じオブジェクトであり、同じメモリ位置にあるかどうかを比較するために使用されます。

is : 両方の変数が同じオブジェクトを表す場合に true を返します

is not : 両方の変数が同じオブジェクトに対応しない場合に true を返します。

次の例を考えてみましょう

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

print(a is c)

print( a is b)

print(a == b)

会員制オペレーター:

メンバーシップ演算子は、オブジェクト内にシーケンスが存在するかどうかを判断するために使用されます。

in: 指定された値を持つシーケンスがオブジェクト内に存在する場合に True を返します。

not in : 指定された値を持つシーケンスがオブジェクト内に存在しない場合に True を返します。

ビット演算子

これらの演算子は、オペランドの個々のビット (0 および 1) に作用します。これらの演算子は、2 進数または整数に対して使用できます。整数に使用すると、これらの数値はビットに変換され、ビットごとの演算子がそれらのビットに作用します。得られる結果は整数の形式です。

以下にビット単位の演算子の一部を示します。

ビット演算子

優先順位と結合性

式または数式には複数の演算子が含まれる場合があります。このような場合、どの演算子が最初に実行され、どの演算子が後に実行されるかを知っておく必要があります。演算子の実行順序は、演算子の優先順位と呼ばれます。次の表に、演算子の優先順位を降順に示します。最も高い優先順位を持つ演算子が、それより低い優先順位を持つ演算子よりも先に実行されます。