乙Py先生のプログラミング教室

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さて
ここからはPythonの基礎を学習しましょう

jupyter notebookを起動して
色々打ち込んで試しながら覚えていきましょう


数値

まずはJupyterに入力してみましょう
57


数値を入力して四則演算ができます。
>>> 2 + 3 #足し算
5
>>> 52 - 5*7 #引き算とかけ算 * 
17
>>> (54 - 5*6) / 4 #除算 / 
6.0
>>> 9 / 5 #除算は小数点が返る
1.8
Python3では除算の際に小数点になり
Python2では整数値になります
演算子  + - * /  は他の言語と同じ動きです
括弧を使って計算するのは数式と同じです

Pythonでは整数はint型
小数はfloat型となります

#より右側はコメントとなり、コードでは無視されます
コードの説明書きをしたりするのに使います


剰余は割り算の余りを計算します
除算の際に小数点を切り捨てたい場合は // 演算子を使います
>>> 17 / 3   
5.666666666666667
>>>
>>> 17 // 3  # 小数点を切り捨てる //
5
>>> 17 % 3  # 剰余を計算する
2
>>> 5 * 3 + 2  # 乗算が優先
17


** 演算子でn乗(べき乗)が計算できます
>>> 5 ** 3  # 5の3乗
125
>>> 2 ** 8  # 2の8乗
256



変数

プログラム言語では考え方として
値を格納しておく概念があります
それが変数です

変数は数値や文字列等、値を格納しておくものです
変数名 = 値
これで代入ができます
>>> hen = 55
>>> tai = 5 * 11
>>> hen * tai
3025
変数に名前をつけるときは以下のルールに従います
1) 1文字目は英文字かアンダーバー(_)
2) 2文字目以降は英数文字、アンダーバー
3) 予約語は使用できない
4) 大文字と小文字は区別される
次のようにつけられます

isono
Katuo_Isono
_sazae
familyName
ikura1 
上記では例としてあげていますが
日本語をローマ字表記のものはダサいので
ちゃんとした英単語を元にして作るのが良いでしょう

予約語はあらかじめ
プログラミング言語が使用してしまっている英単語です
ここでは取り上げず、後述します

数学の数式と違い
= は値を代入に使います

消費税計算をする場合などはこんな感じ
>>> tax = 1.08
>>> price = 1000
1080.0

変数に同じ変数を代入もできます
その場合は結果を代入したことになります
>>> price = 1000
>>> price = 1000 + price
>>> price
2000

 , を使うと複数の変数に一度に代入できます
左辺 = 右辺
とします
>>> a,b = 1,2
>>> a + b
3

type関数で変数の中身がどんな型なのかを
調べる事ができます

>>> a,b = 1,2
>>> type(a+b) 
int

文字列

変数には文字列も格納できます
代入の際には単引用符 ' ' 
もしくは二重引用符 " "
で囲みます

引用符を文字列内で使いたい場合は \ を使ってエスケープします
jupyter notebookでは変数の値を表示できますが \ がそのまま出てしまうので
表示を変えたい場合はprint関数を使います
>>> '"I\'m," pen.'
'"I\'m," pen.'
>>> print( '"I\'m," pen.')
 "I'm," pen.

文字列変数に数値を掛け合わせると回数分計算されます
>>> muda = "無駄"
>>> muda * 10 '無駄無駄無駄無駄無駄無駄無駄無駄無駄無駄'

文字列や変数を連結したい場合は + を使う
>>> word = 'Python'
>>> word + 'otu'
'pythonotu'

文字列をインデックス表記でき、1文字を抜き出せます
この場合の長さは0から始まり左からの長さとなり
- をつけると右から読んだことになります
>>> word = 'otuPython'
>>> word[0]  # 始めの文字
'o'
>>> word[-1]  # 最後の文字
'n'

また開始と終了のインデックスも使えます
w[:i] + w[i:]
は等しくなります
>>> word = 'otupython'
>>>
word[0:5] #最初から5番目まで
'otupy' >>> word[4:] #5番目以降 'ython' >>> word[-2:] #最後の2文字 'on'

文字列関数を使って文字列の中身をチェックします
>>> word = 'otupython'
>>>
len(word)
9 >>> word.find("p") #pが何番目にあるか 3




さて
anacondaのインストールが終わったら
jupyter notebookを起動してプログラミングを
試してみましょう

ターミナルかコマンドプロンプトを起動して
jupyter notebook
と打ち込みます

立ち上がったらwebブラウザーで
http://localhost:8888/tree
にアクセスしましょう
 
06

これがjupyter notebookの画面です

jupyteではpython以外の言語の動かせますが
今回は割愛し、pythonを動かしてみましょう

24

 右上の New ボタンをクリックし
Pythonを選びます

34

これがjupyter notebookの画面です

下の入力フォーム(セル)にコードを打ち込んでみます
1 + 2
を入力して

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エンターキーだけなら改行になり、シフト + エンターキーで実行
実行後は結果が反映され次のフォームが自動で生成されます

・Ctrl + Enter:セル内のプログラムを実行
・Shift + Enter:実行して下にセルを追加
・セルをダブルクリック:セルを再度編集可能にする



ちなみにこのjupyterはオートセーブ機能が働いているので
作ったファイルはUntitledになっています
保存をしてみましょう
 
14
 
FileからRenameを選択して任意のファイル名に変えます
拡張子は.ipynbです

入力できるのはPythonコードだけではありません
Markdown方式でも入力できるので試してみましょう

15

CodeをMarkdownに変えてやると
コードでなくMarkdown記法に変わるので
日本語がそのまま打てます

32

画像表示

ファイルをjupyter notebookの起動ディレクトリに置き
Markdownで

<img src="ファイル名">
を打ち込みます

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mac等の場合はファイルの中身の表示もできます
Code入力で

!cat ファイル名
を打ち込みます

34

ターミナルコマンドがそのまま使えます

ライブラリの
sympyを使うと数式も表示できます。
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最初に

%matplotlib inline
from sympy import *
init_printing()
x = Symbol('x')
y = Symbol('y')
と入力しておき
好きな数式を変数に格納して出力します
 

その他にも色々便利な使い方があるので
またご紹介します


さて
Anacondaには、デフォルトで沢山の外部ライブラリが組み込まれてます

追加でライブラリのインストールが必要な場合は
condaコマンドかpipコマンドを利用します

インストール手順 
1.) Windowではコマンドプロンプト
 MaxOSやLinuxではターミナル(bash)などを起動

2.) conda install *インストールライブラリの名前* 
 pip install *名前* でも大丈夫

また、condaを使っている場合は
conda update conda

とした後に
conda update anaconda

とすると既存のライブラリのバージョンを最新版にしてくれます

何かコードが動かないなーっていう時に
ライブラリがないというエラーメッセージが出ている場合は
まずはインストールしてみましょう

 

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