プログラミング基礎

Pythonの基本をマスター!データ型と制御構文をわかりやすく解説

人生における大きな喜びは、「君にはできない」と世間が言うことをやってのけることである。

ウォルター・バジョット/イギリス/経済学者/評論家

この記事では、Pythonの基本的なデータ型(整数、浮動小数点数、文字列、リスト、タプル、辞書)と制御構文(if文、for文、while文)をわかりやすく解説します。

Pythonの基本をマスターすることは、プログラミング力を高める上で欠かせません。この記事を読むことで、Pythonを効率的に学習し、より高度なテクニックにスムーズに移行できるようになります。

初めてプログラミングに挑戦する方や、基本を復習したい方にぴったりの内容です。Pythonの基本を身につけ、次のステップへと進みましょう!

はじめに

はじめに

近年、Pythonは世界中で人気のあるプログラミング言語となっており、多くの分野で活用されています。

データ解析やウェブ開発、機械学習など、幅広い用途でPythonが求められることが増えています。Pythonの学習は、あなたのキャリアや趣味に大きなプラスをもたらすでしょう。

この記事では、Pythonの基本的なデータ型(整数、浮動小数点数、文字列、リスト、タプル、辞書)と制御構文(if文、for文、while文)についてわかりやすく解説します。

この記事を通じて、Pythonの基本をしっかりと身につけることで、今後の学習がよりスムーズに進み、難しい問題にも自信を持って取り組むことができるようになるでしょう。

プログラミングは、一歩一歩進めることが大切です。楽しみながら学習を進めていきましょう!

Pythonのデータ型

Pythonのデータ型

データ型とは、コンピュータがデータを正しく理解・処理するために、データがどんな種類のものであるかを区別するためのラベルのようなものです。プログラミング言語では、データ型によってデータの種類や使い方が決まります。

例えば、数値を扱う場合、整数や小数点を含む数(浮動小数点数)があります。文字や文章を扱う場合は、文字列というデータ型を使います。また、複数のデータをまとめて扱う場合は、リストや辞書などのデータ型があります。

データ型を使うことで、プログラムがデータを効率的かつ正確に扱うことができます。

ここでは、Pythonの基本となるデータ型をいくつか紹介します。まずは使用頻度の高いデータ型を理解したうえで、そのほかのデータ型も学んでいきましょう!

整数

整数は、数の中で小数点がないものです。例えば、1, 10, -5などが整数です。Pythonでは、整数を足したり引いたり、掛けたり割ったりすることができます。

apples = 4
oranges = 3
total_fruits = apples + oranges
print(total_fruits) # 7

eaten_apples = 1
remaining_apples = apples – eaten_apples
print(remaining_apples) # 3

上記の例では、リンゴが4個、オレンジが3個あるとき、リンゴとオレンジを合わせた合計の果物の数(total_fruits)を計算しています。また、リンゴを1個食べた後の残りのリンゴの数(remaining_apples)も計算しています。

浮動小数点数

Pythonで数値を扱う際、整数だけでなく小数点以下の値も扱うことがあります。この小数点を含む数値を「浮動小数点数」と呼びます

浮動小数点数は実数を表現するために用いられ、例えば3.14や0.99などがそれに該当します。この「浮動」という言葉は、小数点の位置が「動く」(つまり、整数部と小数部の長さが可変である)ことから来ています。

Pythonでは、浮動小数点数は非常に簡単に扱うことができます。例えば以下のように直接コードに書くことができます。

pi = 3.14
print(pi)

このように記述すると、piという変数に浮動小数点数の3.14が格納され、それがそのまま表示されます。

ただし、浮動小数点数を使う際には注意点があります。それは、コンピュータが浮動小数点数を2進数で扱うため、10進数で表現すると無限に続く小数になる値(例えば、1/10=0.1)を完全に正確に表現することができないという点です。

例えば以下のコードを見てみましょう。

a = 0.1 + 0.2
print(a)

このコードを実行すると、結果は0.30000000000000004となり、直感的には0.3になるはずの計算結果が微妙に異なる結果になります。

これは前述した理由によるもので、これを理解しておくと、浮動小数点数を扱う際の思わぬバグを防ぐことができます。

このように、浮動小数点数は数値計算において重要な役割を果たしますが、その特性を理解して適切に使いこなすことが求められます。

文字列(string)

文字列は、テキストを表すデータ型です。文字列はシングルクォート(‘ ‘)またはダブルクォート(” “)で囲みます。文字列同士の結合や繰り返しなどの操作が可能です。

animal1 = ‘犬’
animal2 = ‘猫’
print(animal1 + ‘と’ + animal2) # ‘犬と猫’

リスト(list)

リストは、いくつかのデータを順番に並べて保持できるデータ型です。リストは角括弧[ ]で囲んで作成します。

リストの中のデータは、追加したり削除したり、変更したりすることができます。

animals = [‘ぞう’, ‘きりん’, ‘ねこ’]
animals.append(‘いぬ’) # [‘ぞう’, ‘きりん’, ‘ねこ’, ‘いぬ’]

上記の例では、リストを使って動物の名前を順序付けて保持しています。

リストは角括弧[ ]で囲むことが特徴で、append()関数を使って要素を追加できることがわかります。リストを扱うとき、要素の追加や削除、変更が可能だという点も把握しましょう。

タプル(taple)

タプルは、リストと似ていますが、一度作成されると要素を変更できない点が異なります。タプルは丸括弧( )で囲みます。

colors = (‘red’, ‘green’, ‘blue’)

上記の例では、タプル(tuple)データ型を使って、3つの色(red, green, blue)を順序付けて保持しています。タプルは丸括弧(())で囲まれており、各要素はカンマ(,)で区切られています。

タプルで作成した要素は変更ができないので、複数の値をまとめて扱いたいときや、変更されたくないデータを保持する場合に便利です。

辞書(dictionary)

辞書は、キーと値のペアで情報をまとめて保存するデータ型です。辞書は波括弧{ }で囲んで作ります。

辞書に入っている情報には、キーを使ってアクセスでき、新しい情報を追加したり、削除したり、変更したりすることができます。

animal_ages = {‘dog’: 7, ‘cat’: 5}

上記の例では、辞書データ型を使って、動物の名前(キー)とその年齢(値)をペアで保存しています。辞書は波括弧 { } で囲まれており、キーと値のペアはコロン(:)で区切られ、各ペアはカンマ(,)で区切られています。

条件分岐 – if文

条件分岐 - if文

条件分岐(if文)は、ある条件が満たされたときに、特定の操作を行うために使います。if文の書き方は以下のようになります。

if 条件:
    処理

条件がTrueの場合、字下げ(インデント)された部分の中の操作が行われます。条件分岐に条件を追加したい場合には「elif」や「else」を使います。

elif」は、前の条件が満たされなかった場合に、次の条件をチェックするために使われ、「else」は、「if」や「elif」で指定された条件がすべて満たされなかった場合に、実行されます。

例えば、年齢によってさらに細かくメッセージを変えたいとき、以下のようなコードを書くことができます。

age = 65

if age >= 65:
    print(“あなたは高齢者です。”)
elif age >= 18:
    print(“あなたは成人です。”)
else:
    print(“あなたは未成年です。”)

この例では、ageが65以上の場合、「あなたは高齢者です。」と表示され、18以上65未満の場合は「あなたは成人です。」と表示され、それ以外の場合は「あなたは未成年です。」と表示されます。

このように、条件分岐を使って、さまざまな条件に応じて処理を行うことができます。

以下の記事では、if文についてより詳しく解説しています。if文をマスターしたい方は、ぜひご覧になってみてください。

繰り返し処理 – for文

繰り返し処理 – for文

for文は、イテラブルなオブジェクト(リストや辞書など)を使って繰り返し処理を行うための構文です。イテラブルなオブジェクトとは、要素を順番に取り出せるデータ型のことです。

for文の基本的な構文は以下のようになります。

for 変数 in イテラブルオブジェクト:
    処理

ここで、イテラブルオブジェクトの要素が順番に「変数」に代入され、その値を使って「処理」が繰り返されます。

例えば、リストに対する繰り返し処理は以下のようになります。

fruits = [‘apple’, ‘banana’, ‘orange’]

for fruit in fruits:
    print(“I like”, fruit)

上記のコードでは、

fruitsリストの要素が順番にfruit変数に代入され、それぞれの要素に対してprint(“I like”, fruit)が実行されます。結果として、「I like apple」「I like banana」「I like orange」と表示されます。

辞書に対する繰り返し処理は、キーと値を使って行うことができます。例えば、

person = {‘name’: ‘John’, ‘age’: 30, ‘city’: ‘Tokyo’}

for key, value in person.items():
    print(key, “:”, value)

このコードでは、person辞書のキーと値が順番にkeyとvalue変数に代入され、それぞれのキーと値に対してprint(key, “:”, value)が実行されます。結果として、「name : John」「age : 30」「city : Tokyo」と表示されます。

for文は、リストや辞書などのイテラブルなオブジェクトに対して繰り返し処理を行う際に便利で、構文を使ってかんたんに繰り返し処理を記述できます。

繰り返し処理 – while文

繰り返し処理 - while文

while文は、指定した条件が満たされている間、繰り返し処理を行うための構文です。条件式が真(True)である間、ブロック内の処理が繰り返されます。

先ほど解説したfor文と同じ繰り返し処理ですが、繰り返し回数があらかじめ決まっている場合に向いているfor文に対して、while文はある条件が満たされるまで処理を繰り返す場合に適しています。

while文の基本的な構文は以下のようになります。

while 条件式:
    処理

ここで、条件式が真(True)である限り、「処理」が繰り返されます。

例えば、リストに対する繰り返し処理は以下のようになります。

fruits = [‘apple’, ‘banana’, ‘orange’]
index = 0

while index < len(fruits):
    print(“I like”, fruits[index])
    index += 1

このコードでは、indexがリストfruitsの要素数(3)より小さい間、print(“I like”, fruits[index])が実行されます。結果として、「I like apple」「I like banana」「I like orange」と表示されます。

辞書に対する繰り返し処理は、キーと値を使って行うことができます。例えば、

person = {‘name’: ‘John’, ‘age’: 30, ‘city’: ‘Tokyo’}
keys = list(person.keys())
index = 0

while index < len(keys):
    key = keys[index]
    value = person[key]
    print(key, “:”, value)
    index += 1

このコードでは、indexが辞書personの要素数(3)より小さい間、keyとvalue変数に代入されたキーと値を使ってprint(key, “:”, value)が実行されます。

結果として、「name : John」「age : 30」「city : Tokyo」と表示されます。

while文は、条件が満たされている間に繰り返し処理を行う際に便利で、構文を使って簡単に繰り返し処理を記述できます。ただし、リストや辞書に対する繰り返し処理については、for文を使う方が一般的で、より簡潔に記述できます。

if文やwhile文についてもっと詳しく学びたい方は以下の記事を参考にしてみてください。

まとめ

まとめ

この記事では、Pythonの基本的な概念と使い方を解説しました。

この記事で学んだ基本的な知識をしっかりと身につけ、次のステップに進むための助けになることを願っています。引き続き、一緒にPythonプログラミングの学習をがんばりましょう!

継続は力なり!