乙Py先生のプログラミング教室
初学者のためのプログラミング学習サイト

Python

8.文字

文字列の取り扱いも演算になります。

プログラミングを簡単に表現すると
壮大な文字列操作を行うもの 
と表現することができると思います。

Pythonで文字の取り扱い方
文字列として扱うには
シングルクォートかダブルクォートで囲む


In [1]:
'最初の一歩'
Out[1]:
'最初の一歩'
In [2]:
"二歩目"
Out[2]:
'二歩目'

プログラムでは文字と数値は別もの

囲まないとエラーになる

In [3]:
三歩目
---------------------------------------------------------------------------
NameError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-3-c86df676a821> in <module>()
----> 1 三歩目

NameError: name '三歩目' is not defined

プログラム上で文字を表示させたい場合は
print関数を使う。

関数では() カッコの中に入れるものを 「引数」と呼ぶ

In [4]:
print('あの')
print('バランスの良い')
print('山本選手が!!')
あの
バランスの良い
山本選手が!!

シングルクォートとダブルクォートの使い分け
文字にシングルクォートを用いたい場合はダブルクォートで囲みます
文字にダブルクォートを用いたい場合はシングルクォートで囲みます

In [5]:
print("moco’s kitchen")
print('この " とはなんて読むんですか?')
moco’s kitchen
この " とはなんて読むんですか?

文字は +(足す) と *(かける) の演算子を用いることができます。

足した場合は 文字列の連結
かけた場合は文字列の繰り返し

In [6]:
print('ダチョウ' + '倶楽部')
print('聞いてないよ' * 10)
ダチョウ倶楽部
聞いてないよ聞いてないよ聞いてないよ聞いてないよ聞いてないよ聞いてないよ聞いてないよ聞いてないよ聞いてないよ聞いてないよ

文字と数値をひとまとめに取り扱うことができません。

文法上間違いのためエラーが発生します。

In [7]:
print('M' + 1 + '知らんぷり')
---------------------------------------------------------------------------
TypeError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-7-a36c92488eb2> in <module>()
----> 1 print('M' + 1 + '知らんぷり')

TypeError: Can't convert 'int' object to str implicitly

シングルウォートなどで囲み、数字として扱えば
文法のエラーを回避することができます。

In [8]:
print('M' + '1' + '知らんぷり')
M1知らんぷり

print関数の仕組み

print関数は最後に改行コードが含まれる形になるので
改行コードを出したくなければ
end= を付け足して改行コードの代わりになるものを入力する。
end='' とした場合は空白が出力される

In [9]:
print("無駄", end="")
print("無駄")
print("無駄", end="")
無駄無駄
無駄

コメント

Pythonでは # (シャープ記号) はコメントの機能を表す文字で
これを入力した以降のコードは無視される

これを利用してプログラム内にコメントを残すことができる。
コメントは英語で入力すると カッコイイ www

In [10]:
### ここがコメント
print('上記のコメント行は実行時に影響しない') #こんな所にコメントしてもなにも起きない
# ここもコメント
上記のコメント行は実行時に影響しない

まとめてコメントしたいときは
macならコマンドキーを押しながらスラッシュキー
windowsはコントロールキーを押しながらスラッシュキー

7.演算

プログラミングの基本は「演算」です。
演算とは様々な計算を行うことです。

プログラムの基本は
1.入力
2.演算
3.出力
この3つ

プログラムというのは基本的には文字と数値を組み合わせて入力し
何かしらの計算を行い、その結果を出す、という仕組みになっています。
演算は大きく分けると「文字」と「数値」の計算を取り扱います。

四則計算
加算(足し算)) + 
減算(引き算) - 
乗算(掛け算) * 
除算(割り算) / 
剰余(余り) % 
べき乗 ** 


In [1]:
# 足し算(加算)
1+2
Out[1]:
3
In [2]:
# 引き算(減算)
1-3
Out[2]:
-2
In [3]:
# かけ算(乗算)
2*3
Out[3]:
6
In [4]:
# x は使えないのでエラーになる
2 x 3
  File "<ipython-input-4-8f1eaf61a7c2>", line 2
    2 x 3
      ^
SyntaxError: invalid syntax

SyntaxError は文法間違いの際に発生するエラー

In [5]:
# 割り算(除算)
10/3
Out[5]:
3.3333333333333335
In [6]:
# 割り算(余りなし、切り捨て除算)
10//3
Out[6]:
3
In [7]:
# べき乗
2**3
Out[7]:
8
In [8]:
# ルート
2**0.5
Out[8]:
1.4142135623730951
In [9]:
# 剰余(割った際の余り)
5%3
Out[9]:
2
In [10]:
# 掛け算や引き算の優先順位は算数と一緒
2 * 3 + 4
Out[10]:
10

足す、引くを優先したい場合は () カッコを用いる

In [11]:
2 * (3 + 4)
Out[11]:
14

計算する際に使う数値や文字のことを「リテラル」
プラス


計算する際に使う数値や文字のことを「リテラル」
プラスなどの記号( + - など)は「演算子」と呼んでいます。

そのなかでも四則計算に使われるのは
「算術演算子」(または代数演算子)と読んでいます。

そのほか
・ビット演算子
・代入演算子
・比較演算子
・ブール演算子
・条件演算子
など、演算子にはたくさん種類があります。

6.Jupyterの使い方

JupyterNotebookの起動の仕方
windows:
プログラムの中からAnaconda Promptを探して起動する。

macos:
アプリケーションの中からターミナルを探して起動する

以下のコマンドを打ち込んでエンターキーを押す

jupyter notebook

以下のような画面がブラウザーで立ち上がればOK

jupyter


※ 表示されるフォルダなどは各自の構成により異なります。

jupyter notebook を起動した後は

http://localhost:8888/tree

でjupyter notebookの基本画面にアクセスできる。


基本画面での操作の仕方

基本画面での操作は以下のようになっています。

画面右上:
New をクリックして新規作成
・Text File (テキストファイル)
・Folder (フォルダ)
・Python(Python実行用のノートブック)
Upload をクリックして他ファイルの追加(読み込み) 

1


画面左上:
フォルダやファイルの左側に表示される四角ボタンをクリックして選択
選択後、リネームや削除が実行できるようになる。 

2



新規ノートブックの作成
画面右上:
New をクリックして
・Python
を選択してクリックすると新規のノートブックが作成できる。
※インストールしたバージョンによってはPython3 などの表記になることも有り。

ノートブックでの操作
画面左上:
新規作成後は以下のような画面が表示される。
画面上部のメニューからノートブックの操作が行える。
以下はよく使う操作。 

3


プログラムの入力、実行方法
プログラムは「セル」と呼ばれる入力欄にコードを入力して実行する。
プログラムの実行は入力後に  Shiftキー + エンターキー 
もしくは画面上部の「Cell」 から「Run Cells」を選択で実行できる。
(Shiftキー + エンターキー が一番楽)
最下段の場合、実行後にセルが下に追加される。
それ以外の場合はセルの選択が下に移動する。

6


上からまとめて実行したい場合は
画面上部の「Cell」から「Run All」で全て実行できる。


セルの追加、移動、削除
画面上部の「プラスボタン」 もしくは
「Insert」から「Insert Cell」 などでセルを追加できる。
セルの移動は、まずはセルをクリックして選択し、
画面上部の上下矢印をクリックすることで移動できる。
セルを選択した状態で
画面上部の「ハサミ」マーク もしくは
「Edit」から「Cut Cells」 などでセルを削除できる。


ノートブックの保存、変換、リネーム
ノートブックを保存するには
画面左上の「フロッピーマーク」をクリックするか
「File」メニューから「Save and Checkpoint」をクリックする。
ノートブックを他の形式に変換する場合は
「File」メニューから「Download as」を選択して様々な形式に変換できる。
ノートブックの名称を変更するには
ノートブックのタイトルをクリックするか
「File」メニューから「Rename」をクリックして変更する。

4


ノートブックのリスタート(再起動)
プログラムを実行していて、おかしくなったりしたら
ノートブックを再起動する事で直す事ができる。
画面上部のメニュー「Kernel」から「Restart」
もしくは「リスタートマーク」を選択する事で再起動画面が表示され
「Restart」をクリックすると再起動する。


j5

5.目標設定について

まずは自分の目標を決めよう

目標を定めてから学習を行った方が
自己評価を行いやすく効率が良い。

目標の例:
・簡単なアプリケーションを作る
・データベースを使ってwebサイトの情報をデータベースに貯めるロボットを作る
・Djangoフレームワークを使ってECサイトを構築する
・競馬予測のためのディープラーニングを用いた学習器を作成する
など・・・

特に目標が思いつかないなら:

まずは基礎を学習してマスターする

その次に応用として実務や研究に取り入れていけるようにするといった
ちょっとした目標を作ってみる。


まずはこの講座で基礎をすべて覚えてから
次の目標を立てて学習を進めていきましょう。


この講座では基礎だけですが後に応用編も行う予定です。
n時間で覚えるシリーズは他の言語などもやる予定です。

学習後は様々なプログラミングが行えるようになります。
pythonを覚えた方は、ぜひ他の講座の方もチェックしてみてください。

4.プログラミングの学習環境について

この講座ではPythonというプログラム言語を用いて
プログラミングを学習しますが、その実行環境としては
Jupyter Notebookというツールを用います。

このツールはプログラミングのコードを打ち込んで実行したり
その結果を保存して資料を作成したり
他の人のコードを参考にしたりするのにも役立ち
他の方々に共有をしたりすることができ、
学習の効率を非常に高めることができるものです。

他にもPythonの実行環境は存在します。
有名なツールだと
・Eclipse
・Visual Studio
・PyCharm
・Atomエディター
などがあります。

実際のプログラム開発現場では様々な流儀があり
そこで使用されるツールも様々ですが
Jupyter Notebookはプログラミング学習では
汎用的に世界中で用いられており非常に便利です。
他のエディターが好みだという方は、そちらの環境をお使いください。

インストールはPython言語とツールをまとめてインストールする事のできる
「Anaconda」というものを用いて行います。
WindowsでもMacでもやり方はとても簡単です。
この講座ではpythonはバージョン3系を用いて行いますので
講座に出てくるプログラムコードは全て3系のものになります。

インストール方法は下記に記載しておきますので
そちらを参考にしてインストールみてください。

JupyterNotebookおよび
Anacondaのインストール方法
anacondaのサイトへ行きインストーラーをダウンロードする
windows: https://www.anaconda.com/download/#windows
macos: https://www.anaconda.com/download/#macos
anaconda 3.xx 系の64-Bit Graphical Installer をダウンロードする。
ここの場合は左側の3.7系(Python 3.7 version)となる。 

download


インストーラーをダブルクリックなどで起動し、
説明に沿ってインストールを進める。

install-macos


上記はmacosでの画面ですがwindowsでもほぼほぼ同じです。
「続ける」をクリックして、先に進みます。

次に使用許諾契約が表示されたら一通り確認し、「続ける」をクリックします。
次にインストール先を再度確認する画面が表示されたら
インストール先などを選択して「インストール」をクリックします。

install-macos2


インストールが終了するとこのような画面になります。
閉じるをクリックしてインストール終了です。

install-macos3


JupyterNotebookはAnacondaに同封されているので、Anacondaのインストールが完了すると
JupyterNotebookも使えるようになります。

インストール後の確認
きちんとインストールされているかを確認するには以下を試します。

windows:
プログラムの中からAnaconda Promptを探して起動する。

win


macos:
アプリケーションの中からターミナルを探して起動する

macterm


起動後に以下のコマンドを実行してみる
python --version

コマンド入力後に エンターキー を押して実行
以下のような python のバージョン表示が出ればOK
$ python --version 
Python 3.xxx :: Anaconda xxx 

※ インストールしたバージョンにより、各意の表示は異なります。

JupyterNotebookの起動の仕方
windows:
プログラムの中からAnaconda Promptを探して起動する。

macos:
アプリケーションの中からターミナルを探して起動する
以下のコマンドを打ち込んでエンターキーを押す

jupyter notebook
以下のような画面がブラウザーで立ち上がればOK

jupyter


※ 表示されるフォルダなどは各自の構成により異なります。

jupyter notebook を起動した後は

http://localhost:8888/tree

でjupyter notebookの基本画面にアクセスできる。

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