YutaKaのPython教室

Python の文法やライブラリ、API、環境構築について画像・動画・ソースコード付きで徹底解説!

【初心者向け】Python 無料入門ガイド | 動画と図解で学ぶPython

YutaKa Notebookの初心者向けPython無料入門ガイドです。

初めてPythonを学ぶ方でも、Pythonの基本を簡単にマスターできるように

  • 環境構築
  • 基本型
  • 基本構文

について解説していきます!

 

Pythonの実行環境の準備

プログラミング学習の第一歩は実行環境の準備(環境構築)です。

実行環境とは、プログラムを動かす(実行する)ためのソフトウェアやサービスなど全体のことを言います。

学習に入る準備として、Pythonの実行環境を準備しましょう。

Pythonの3つの実行環境

Pythonには大きく分けて3種類の実行環境があります。

  1. 対話型実行環境
  2. Notebookタイプ
  3. エディタタイプ

黒い画面に、難しそうなコードを書いて実行するだけがPythonではないんですね。

次の動画で3つの実行環境を確認してみましょう。


5min. Python解説動画【入門編】|第1回 環境構築

いろいろ実行環境がありますが、どの実行環境が優れているということはありません。

状況によって、実行環境を使い分けることになります。

オススメ実行環境|Google Collaboratory

初心者の方は、とりあえずGoogle Collaboratoryで始めることをおススメします。

理由はシンプルで、設定が超簡単だからです。

Google Collaboratoryで必要なものは、Googleアカウントだけです。

次の動画で導入方法・基本的な使い方を確認してみてください。


5min. Python解説動画【入門編】|第2回 Colaboratoryで環境構築!

準備ができたら、さっそく次のコードをコピペして実行してみましょう。

print( "Hello world")
# Hello World

2行目の # 以降に書かれた内容はコメントと呼ばれます。

コメントは、プログラムとみなされないので、何を書いてもOKです。

普通はプログラムの説明などを記入します。

このガイドでは、実行結果をコメントで記入するようにしています。

Pythonの基本型

Pythonに限らず、プログラミング言語で取り扱うデータは型(type)というものを持っています。

まずは簡単な型の例を見てみましょう。

データの種類 型名(総称) データの例
文字 文字列型 "Hello World", "あいうえお"
数値 数値型 0, 2, -1, 3.14, 2.71
真偽値 Bool型 True, False
複数データの並び リスト型 [0, -1, 2], ['apple', 'banana']

他にも集合型やイテレータ型など重要な型があります。

初心者の方は、なぜ型なんて分けわからないものを扱うの?と思うかもしれません。

しかし、型は大切です

例えば、人間も1+1は計算できても、1+"こんにちは"は計算できませんよね。

人も、「これは数値」、「これは文字」と型を分類しているのです。

では、それぞれの型をもっと学んでいきましょう。

文字列の基本

まずは文字列の基本について解説していきます。

ここでは概要を説明しますので、くわしくは各ページをチェックしてください!

文字列の生成

文字列は'文字列'"文字列"のように、クォーテーションで囲んで生成します。

# シングルクォートで囲む
blog_name = 'YutaKa Notebook'
print(blog_name)
# YutaKa Notebook

文字列の生成についての詳しい解説は、こちらの記事をチェックして下さい。

≫【動画付き】YutaKaのPython入門|文字列の生成

文字列の基本操作

文字列の基本操作として、

  • 要素へのアクセス
  • 文字列の基本メソッド
  • 文字列の結合

を解説していきます。

文字列は1つ1つの文字から構成されています。

これらを文字列の要素といいます。

これらの要素にアクセスするには、各要素のインデックスを指定します。

各要素にアクセスするには、

  • 変数名[ インデックス番号 ]

と入力します。

blog_name = 'YutaKa Notebook'
 
print(blog_name[2]) # 3文字目にアクセスするためには2を指定
# t
 
# この発展版で、文字列の一部を切り出すことも可能!
print(blog_name[0:6])
# YutaKa

文字列の一部を切り出す操作をスライスといいます。

詳しくは、こちらをチェックしてください。

≫【動画付き】YutaKaのPython入門|文字列の要素にアクセス・操作

次に文字列のメソッドを使用してみましょう。

メソッドを利用すると、

  • 文字の置換や検索
  • 大文字や小文字に変換

など、文字列に関係した便利な処理を行うことができます。

例としてreplace()メソッドを利用して、"YutaKa Notebook"'Notebook''video clip'に置換してみます。

blog_name = "YutaKa Notebook"
 
video_name = blog_name.replace("Notebook", "video clip")
print(video_name)
# YutaKa video clip

他にも便利なメソッドがたくさんあります。詳しくはこちらをチェック!

≫【動画付き】YutaKaのPython入門|文字列のメソッド

最後に文字列の結合を解説します。

2つの文字列を繋ぐ(結合する)ときは、文字列をで繋ぐだけでOKです。

name = "YutaKa"
title = "Notebook"
print(name + " " + title)
# YutaKa Notebook

今回は2つの文字列だけだったので簡単でした。

format文f-stringという機能を使用すると、たくさんの文字列を結合するのも簡単にできます!

≫【動画付き】YutaKaのPython入門|文字列の連結・結合

数値型の基本

数値型は名前の通り数値を取り扱うための型です。

数値型では数字の足し算、引き算などの計算や大小関係の比較などが行えます。

数値型の種類

数値型は名前通り数字を扱うための型です。

より詳しく見ていくと、数値型には次の3種類があります。

数値の種類 型名 数値の例
整数 int型 0, 1, 5, -1
小数を含む数 float型 0.1, -5.5, 3.14, 0.0
複素数 complex型 i, 3+2i

pythonでは、整数を使用すればint型、小数を使用すればfloat型に自動でなります。

そのため、初めのうちはint型float型を意識することは少ないと思います。

数値型の基本演算

数値型の四則演算(足す、引く、かける、割る)は、+ - * /を使用します。

#足し算
print(1+2)
# ⇒ 3
#掛け算
print(4*5)
# ⇒ 20

数式を書くように入力できるので簡単ですね。

数値演算には、計算の優先順位があるので注意しましょう

  • 例えば、1+2*3=7で掛け算優先など

詳しくは、数値型の基礎のページをチェックしてください!

≫【動画付き】YutaKaのPython入門|数値型の基本

リストの基本

リストを使うと、データの並びを一つの変数で扱うことができます。

リストの作成と要素へのアクセス

リストは、

  • 変数 = [要素1, 要素2, …]

というように作成します。

例えば、次のようにhouiという変数にkita, minami, higashi, nishiというデータをまとめて入れることができます。

houi = ['kita', 'minami', 'higashi', 'nishi']
 
print(houi)
# ['kita', 'minami', 'higashi', 'nishi']

リストの各要素にアクセスするには、

  • 変数名[インデックス]

とします。

houi = ['kita', 'minami', 'higashi', 'nishi']
 
print(houi[0], houi[3])
# kita nishi

≫【動画付き】YutaKaのPython入門|リストの作成・要素へアクセス

リストの要素の追加・削除

リストの要素は後から追加、削除することができます。

houihokuseiを追加、kitaを削除してみましょう。

houi = ['kita', 'minami', 'higashi', 'nishi']
# 要素の追加
houi.append('hokusei')
 
# 要素の削除
houi.remove('kita')
 
print(houi)
# ['minami', 'higashi', 'nishi', 'hokusei']

ここでは、append()で追加、remove()で削除しましたが、他にも要素の追加と削除方法があります。詳しくはこちら!

≫【動画付き】YutaKaのPython入門|リスト要素の追加と削除

リストの基本メソッド

リスト要素の追加と削除にリストのメソッドを使用しましたが、他にも便利なメソッドがたくさんあります。

まずは、よく使う基本メソッド5種類をおさえましょう!

分類 メソッド名 機能
  並び替え系     sort()   昇順、降順に並べ替える
    reverse()   要素を逆順にする
  要素データ系     count()   特定の要素を数える
    index()   特定の要素の位置取得する
  コピー系     copy()   リストをコピーする

詳しくは、こちらをチェックしてください。

≫【動画付き】YutaKaのPython入門|リストの基本メソッド5選!

タプル

タプルも、リストと同様にデータの並びを扱うことができます。

タプルは、

  • 変数 = (要素1, 要素2, …)

というように作成します。

# リストの作成
my_list = ["A", "B"]
print( my_list )
# ['A', 'B']
 
# タプルの作成
my_tuple = ("C", "D")
# ('C', 'D')

リストとタプルの異なる点は、

  • リスト:後から要素の書き換えが可能(ミュータブル)
  • タプル:後から要素の書き換えが不可能(イミュータブル)

という点です。

# リストの書き換え⇒OK
my_list[0] = "a"
 
print( my_list )
# ['a', 'B']
 
# タプルの書き換え ⇒ NG
my_tuple[0] = "a"
# TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

これだけ見ると、タプルはリストの劣化版のような印象を受けますが…

タプルは変更したくないデータの格納に使用します。

また、タプルにはパッキングやアンパックといった特殊な使い方もあります。

詳しくは、こちらのページで解説しています。

≫【動画付き】YutaKaのPython入門|タプルの基本とパッキング

辞書型

辞書型は、keyvalueの組み合わせを格納できる変数です。

  • key:インデックス(文字列や数字)
  • valuekeyに対応した値

となっていて、データをわかりやすく格納できます。

辞書型の作成と要素へのアクセス

yutakaという辞書型変数に年齢、体重、国籍の3つの情報を入力してみましょう。

yutaka = { "age":30, "weight":60.5, "nationality": "Japan" }
 
print(yutaka)
# {'age': 30, 'weight': 60.5, 'nationality': Japan}

データがきれいに整理できますね。

辞書型の要素にアクセスするには、

  • 変数名[key]

と入力します。

# 要素の出力
print(yutaka['age'])
# 30
 
# 要素の書き換え
yutaka['age'] = 31
print(yutaka)
# {'age': 31, 'weight': 60.5, 'nationality': Japan}

辞書型の要素の追加と削除

要素を追加する最も基本的な方法は、

  • 変数名[new_key] = new_value

と入力する方法です。

yutaka = { "age":30, "weight":60.5}
yutaka["height"] = 170
 
print(yutaka)
{'age': 30, 'weight': 60.5, 'height': 170}

削除する場合には、del文を使用します。

yutaka = { "age":30, "weight":60.5}
del yutaka["weight"]
 
print(yutaka)
# {'age': 30}

≫【動画付き】YutaKaのPython入門|辞書型の基本

条件分岐:if, else, elif

条件によって、異なる処理を行うことを条件分岐と言います。

例えば、年齢によって金額が異なる場合などです。

条件分岐を行うには、if文を使用します。

ifは「もし~なら」という意味で、まさに条件を意味しますね

条件分岐if elseの使い方

if文は、

  • ifの直後に条件文: と書く
  • インデントを付けて、条件を満たしたときに処理する内容を書く

というように書きます。

ageという変数が、65以上であれば"シニア割適用です!"と表示するプログラムを書いてみます。

age = 70
if age >= 65:
  print("シニア割適用です!")
 
# あなたは65歳以上なので、
# シニア割適用です!

もし条件を満たさなかった場合にも、何か処理をしたい場合には、else文を使用します。

age = 50
if age >= 65:
    print("シニア割適用です!")
else:
    print("通常料金です。")
 
# 通常料金です。

さらに、条件を追加する場合にはelif文を使用します。

≫【動画付き】YutaKaのPython入門|条件分岐if elseの基本

論理演算・if文との組み合わせ

if文では、条件文を使用しました。

  • 複数の条件を組み合わせたり
  • 条件を反転するなど

より細かい条件を設定する際には、論理演算を使用すると便利です。

pythonには次のような論理演算子があります。

論理演算子 意味
and AかつB 両方ともTrueならTrue
or AまたはB 片方でもTrueならTrue
not Aの否定 TrueFalseを反転

≫【動画付き】YutaKaのPython入門|論理演算子の使い方

繰り返し処理:for

プログラムの最大のメリットの一つは繰り返し処理ですね。

  • 一部の変数を更新しながら、
  • 同様の処理を繰り返す

繰り返し処理の制御構文の一つfor文を紹介します。

forループの基本|Pythonのfor文の特徴

pythonのfor文の処理のおおまかな流れは次の通りです。

  1. リストなどから要素を1つ取り出す
  2. 特定の処理をする
  3. 要素が空になるまで、1., 2.を繰り返す

図にすると下図のようなイメージになります。

実際にリストでfor文を回して、出力してみます。

fruits_list = ["apple", "orange", "grape"]
 
for fruit in fruits_list:
  print(fruit)
 
# apple
# orange
# grape

リストの要素1つ1つに対して、処理を行いながらfor文を回していますね。

for文の詳しい使い方、辞書型でのfor文の使い方はこちらで詳しく解説しています。

≫【動画付き】YutaKaのPython入門|for文の基本

for range()|繰り返し回数の制御

for文にはrange()関数と組み合わせて、繰り返しの回数を制御する使用方法があります。

例えば、3回同じ処理をしたい場合には、次のように書きます。

for i in range(3):
  print(i)
 
# 0
# 1
# 2

range()関数の引数の渡し方で、繰り返し回数や制御変数(上の例のi)の値を変更することができます。

≫YutaKaのPython入門|for rangeの使い方

おススメの勉強方法

効率よくPythonを学ぶためには、一度で良いので体系的にPythonの基本を学んだ方が良いと思います。

そういった気持ちがあって、このようなページを作成しました。

体系的な勉強をするためには、何冊か本を読んで勉強するのが結局は近道だと思います。

≫【初心者向け】あなたのタイプで選ぶPythonおススメ入門書【あなたは何タイプ?】

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