Pythonでプログラミングを始める方法

5 パート:Pythonをインストールする(Windows)基礎的な概念を学ぶPythonインタプリタを計算機として使う初めてのプログラムを作成する高度なプログラムを構築する

プログラミングを学んでみたくはありませんか?コンピュータプログラミングは簡単に始められるものではなく、習得するために講座などを受ける必要があると思われているかもしれません。確かに、習得するが大変な言語もありますが、基礎を把握するのに1、2日しかかからないプログラミング言語もあります。そのような言語のひとつがPython[1](パイソン)です。わずか数分で基本的なPythonのプログラムを作成して、実行することができます。以下のステップ1からPythonをマスターする方法を見ていきましょう。

パート 1
Pythonをインストールする(Windows)

  1. 1
    Windows向けのPythonをダウンロードする Windows向けのPythonインタプリタは、Pythonのウェブサイトから無料でダウンロードできます。必ずお使いのOSに応じた適切なバージョンをダウンロードしましょう。
    • 最新バージョンをダウンロードしなくてはなりません。2018年2月時点での最新バージョンは、3.6.4です。
    • OS XとLinuxには、Pythonがプリインストールされています。Pythonに関連したソフトウェアをインストールする必要はありませんが、テキストエディタをインストールしておくとよいでしょう。
    • ほとんどのLinuxディストリビューションとOS Xは、未だにPython 2.Xを使用しています。Python 2.Xと3.Xの間には細かい相違点がいくつかあり、中でも「print」構文に大きな変更がありました。OS XやLinuxに新しいバージョンのPythonをインストールしたい場合は、Pythonのウェブサイトからファイルをダウンロードできます。
  2. 2
    Pythonインタプリタをインストールする ほとんどの場合、設定を変えることなくインタプリタをインストールできます。使用可能なモジュール一覧の最後のオプションを有効化すると、Pythonをコマンドプロンプトに統合することができます。[2]
  3. 3
    テキストエディタをインストールする メモ帳やテキストエディットでもPythonのプログラムを作成することは可能ですが、プログラミング専用のテキストエディタを使用するとコードの読み書きがずっと簡単になります。Notepad++(Windows向け)、TextWrangler(Mac向け)、またはJEdit(OS不問)など、さまざまな無料のエディタが選べます。
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    インストールした内容をテストする コマンドプロンプト(Windowsの場合)またはターミナル(Mac/Linuxの場合)を開いて python と入力しましょう。Pythonが読み込まれて、バージョン番号が表示されます。「>>>」と表示され、Pythonのコマンドラインが起動します。
    • print("Hello, World!") と入力して、 Enter を押しましょう。Pythonのコマンドラインの下に「Hello, World! 」と表示されるはずです。

パート 2
基礎的な概念を学ぶ

  1. 1
    Pythonにはコンパイルが不要なことを理解する Pythonは、ファイルに変更を加えると同時にプログラムを実行することができる、インタプリタ型言語です。そのため、プログラムの繰り返しや、修正、トラブルシューティングを他の多くの言語よりも迅速に行うことができます。
    • Pythonは、習得するのが簡単な言語のひとつで、わずか数分で基本的なプログラムを作成して、実行することができます。
  2. 2
    インタプリタをいじってみる インタプリタを使って、プログラムにコードを追加することなく、コードを試すことができます。特定のコマンドがどのように動作するのか学んだり、使い捨てのプログラムを書くのに最適な方法です。
  3. 3
    Pythonでどのようにオブジェクトや変数が扱われるのか学ぶ Pythonは、オブジェクト指向言語で、プログラム上のすべての物がオブジェクトとして扱われます。また、プログラムの先頭で変数を宣言する必要がなく(プログラム内のどこで宣言しても構いません)、変数の型(integer、stringなど)を特定する必要もありません。

パート 3
Pythonインタプリタを計算機として使う

基本的な計算機能を実行することで、Pythonの構文、そして数字や文字列の扱い方に慣れることができます。

  1. 1
    インタプリタを起動する コマンドプロンプトまたはターミナルを起動します。プロンプトで python と入力して、 Enter を押しましょう。これで、Pythonインタプリタが読み込まれ、Pythonのコマンドライン (>>>) が表示されます。
    • Pythonをコマンドプロンプトに統合していない場合、インタプリタを実行するために、Pythonのディレクトリへ移動する必要があります。
  2. 2
    基本的な計算を行う Pythonを使って、基本的な計算を簡単に実行できます。以下の枠内で、計算機能の使用例を見てみましょう。注意:Pythonのコードにおいて、「#」はコメントアウト記号となっており、インタプリタはコメントを無視します。
    >>> 3 + 7
    10
    >>> 100 - 10*3
    70
    >>> (100 - 10*3) / 2   # 除算は必ず浮動小数点数の数字(decimal)を返します
    35.0
    >>> (100 - 10*3) // 2   # 打ち切り除算(floor division、2つのスラッシュ)は、小数点の結果を切り捨てます
    35
    >>> 23 % 4   # この式は、剰余演算を行います
    3
    >>> 17.53 * 2.67 / 4.1
    11.41587804878049
    
  3. 3
    べき乗を計算する 演算子 ** を使って、べき乗を表します。Pythonは、大きな数字を素早く計算できます。以下の枠内で例を見てみましょう。
    >>> 7 ** 2   # 7の2乗
    49
    >>> 5 ** 7   # 5の7乗
    78125
    
  4. 4
    変数を作成して、操作する Pythonでは変数を割り当てて、基本的な代数計算を実行できます。これは、Pythonのプログラム内で、どのように変数が割り当てられるのか理解するのに良い方法です。変数は、= 記号を使用して割り当てられます。以下の枠内で例を見てみましょう。
    >>> a = 5
    >>> b = 4
    >>> a * b
    20
    >>> 20 * a // b
    25
    >>> b ** 2
    16
    >>> width = 10   # 変数はどのような文字列でも構いません
    >>> height = 5
    >>> width * height
    50
    
  5. 5
    インタプリタを終了する インタプリタの使用を終えたら、Ctrl+Z(Windowsの場合)または Ctrl+D(Linux/Macの場合)、そして Enter を押して、インタプリタを閉じ、通常のコマンドプロンプトに戻ることができます。または、quit() を入力し、 Enter を押して、インタプリタを閉じることもできます。

パート 4
初めてのプログラムを作成する

  1. 1
    テキストエディタを開く テストプログラムは、短時間で作成できます。テストプログラムを使って、基本的なプログラムの作成と保存、そしてインタプリタを通したプログラムの実行に慣れることができます。また、テスクトプログラムは、インタプリタが正しくインストールされていることを確かめるためにも使用できます。
  2. 2
    「print」構文を作成する 「print」構文は、Pythonの基本的な関数のひとつで、プログラム実行中、ターミナルに情報を表示するために使用されます。注意:「print」構文は、Python 2とPython 3における大きな変更点のひとつです。Python 2では、「print」に続けて、表示したいものだけを入力する必要がありました。Python 3では、「print」が関数となったため、「print()」として丸括弧の中に表示したい文字列を入力する必要があります。
  3. 3
    構文を追加する プログラミング言語をテストする最も一般的な方法のひとつが、「Hello, World!」の表示です。このテキストをダブルクォーテーションマークも含めて「print()」構文の中に入れましょう。
    print("Hello, World!")
    
    • 他の多くの言語と違い、行末に ; を付ける必要はありません。また、ブロック(複文)を示すために波括弧({})を使用する必要もありません。代わりに、インデントでブロック内に含まれるものを示します。
  4. 4
    ファイルを保存する テキストエディタで「ファイル」メニューをクリックして、「名前を付けて保存」を選択しましょう。名前の入力フィールドの下にあるドロップダウンメニューで、Pythonのファイルタイプを選択します。メモ帳を使用している場合(非推奨)、「すべてのファイル」を選択して、ファイル名に「.py」と追加しましょう。
    • コマンドプロンプトからファイルが保存された場所を開く必要があるので、アクセスしやすい場所にファイルを保存するようにしましょう。
    • 例えば、「hello.py」のような名前でファイルを保存します。
  5. 5
    プログラムを実行する コマンドプロンプトまたはターミナルを開いて、ファイルを保存した場所に移動します。保存した場所に移動したら、hello.py と入力し、 Enter を押してファイルを実行しましょう。コマンドラインの下にテキスト「Hello, World!」が表示されるはずです。
    • Pythonのインストール方法やバージョンによっては、python hello.py もしくは python3 hello.py と入力して実行する必要があるかもしれません。
  6. 6
    こまめにテストする Pythonが優れている点のひとつは、新しく作成したプログラムを即座に試すことができるという点です。エディタと同時にコマンドプロンプトを開いておくと実用的です。エディタで変更を保存した際、コマンドラインからプログラムを即座に実行でき、変更を素早くテストすることができます。

パート 5
高度なプログラムを構築する

  1. 1
    基本的なフロー制御文を試す フロー制御文を使用すると、特定の条件に基づいてプログラムの動作を制御することが可能になります。[3]このような構文は、Pythonプログラミングの中核となっているもので、入力や条件に応じて異なる処理を行うプログラムを作成することができます。while 構文は、初めて扱うフロー制御文に最適なものです。この例では、while 構文を使って、フィボナッチ数を100まで計算します。
    # フィボナッチ数のそれぞれの数字は
    # 1つ前の数字と2つ前の数字の和です
    a, b = 0, 1
    while b < 100:
            print(b, end=' ')
            a, b = b, a+b
    
    • b が100より小さい(b < 100)限り、式が実行されます。
    • 出力結果は、「1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89」となります。
    • end=' ' というコマンドは、出力結果を1行につき1つの値で表示するのではなく、同じ行に表示します。
    • この単純なプログラムには、Pythonで複雑なプログラムを作成する上で重要なことがいくつか含まれています。
      • インデントについて覚えておきましょう。: は、以下に続く行がインデントされ、ブロックの一部であることを示しています。上記の例において、print(b)a, b = b, a+b は、while ブロックの一部です。プログラムが動作するためには、適切なインデントが必要です。
      • 複数の変数を同じ行で定義することができます。上記の例では、ab が両方とも1行目で定義されています。
      • このプログラムをインタプリタに直接入力する場合、インタプリタにプログラムの終了を伝えるため、最後に空行を追加しなくてはなりません。
  2. 2
    プログラム内に関数を定義する プログラム内で、後で呼び出すことができる関数を定義することができます。大きなプログラムの内で複数の関数を使用する必要がある場合、特に便利です。次の例では、先ほど作成したプログラムに似たフィボナッチ数を呼び出す関数を作成できます。[4]
    def fib(n):
            a, b = 0, 1
            while a < n:
                    print(a, end=' ')
                    a, b = b, a+b
            print()
    # プログラム上で後から、指定した任意の数字に対して
    # このフィボナッチ関数を呼び出すことができます
    fib(1000)
    
    • このプログラムの出力結果は、「0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 987」となります。
  3. 3
    より複雑なフロー制御プログラムを構築する フロー制御文を使うと、プログラムの実行内容を変える条件を指定することができます。これは、ユーザの入力を扱う際、特に重要になります。以下の例では、ifelif(else if)、そして else を使用して、ユーザの年齢を評価する単純なプログラムを作成します。[5]
    age = int(input("年齢を入力してください: "))
     
    if age <= 12:
            print("子供であるって素晴らしい!")
    elif age in range(13, 20):
            print("ティーンエージャーですね!")
    else:
            print("大人になるときです")
    # いずれかの条件に当てはまる場合
    # 対応するメッセージが表示されます。
    # どの条件にも当てはまらない場合、
    # 「else」のメッセージが表示されます。
    
    • このプログラムでは、さまざまなアプリケーションでもよく利用されるいくつかの非常に重要な構文が用いられています。
      • input() - キーボードからのユーザの入力を受け取ります。丸括弧内のメッセージがユーザーに表示されます。この例では、input()int() 関数で囲まれています。これは、入力値がすべて整数として扱われることを意味します。
      • range() - この関数は、さまざまな方法で使用されます。このプログラムでは、数字が13から20の範囲内に入っているかどうかをチェックしています。範囲の最後の数字はカウントされません(つまり、13以上20未満となります)。
  4. 4
    その他の条件式を学ぶ 前の例では、入力された年齢が条件に一致するか判別するために「以下」(<=)の記号が使用されていました。プログラムでは、数学で使用する式と同じ条件式を使用することができますが、入力の仕方に少し違いがあります。
    条件式 [6]
    意味 記号 Pythonでの記号
    より小さい < <
    より大きい > >
    以下 <=
    以上 >=
    等しい = ==
    等しくない  !=
  5. 5
    学び続ける この記事で紹介した内容は、Pythonの基本的なものでしかありません。Pythonは、習得するのが簡単な言語のひとつではありますが、掘り下げて知ろうとすると、とても奥が深い言語です。学習を継続するための最良の手段は、プログラムを作り続けることです!何もない状態からインタプリタに直接、短時間でプログラムを書くことができ、コマンドラインから再びプログラムを実行するのと同じくらい簡単に変更点のテストができるということを忘れないようにしましょう。
    • 「初めてのPython」「Python クックブック」「Python Programming: An Introduction to Computer Science」(英語)など、Pythonプログラミングのための良い書籍がたくさんあります。
    • インターネット上にも、さまざまな資料がありますが、情報の多くはPhython 2.X向けのものです。ウェブサイトで提供されている例に変更を加える必要があるかもしれません。
    • 教育機関やスクールで、Pythonの講座が開催されています。Pythonは、学ぶのが比較的簡単な言語のひとつであるため、入門クラスで取り上げられることがよくあります。

ポイント

  • Pythonは、シンプルなコンピュータ言語のひとつではありますが、習得するには多少の努力が必要です。また、Pythonは数学に特化した言語であるため、基本的な代数学を理解するのに役に立ちます。

記事の情報

カテゴリ: 通信技術

他言語版:

English: Start Programming in Python, Español: comenzar a programar en Python, Italiano: Iniziare a Programmare in Python, Português: Começar a Programar em Python, Русский: начать программировать на Python, Français: commencer à programmer en Python, Deutsch: Mit Programmierung in Python beginnen, Bahasa Indonesia: Memulai Pemrograman Python, Nederlands: Leren programmeren in Python, ไทย: หัดเขียนโปรแกรมด้วยภาษา Python, العربية: بدء البرمجة بلغة بايثون, Tiếng Việt: Bắt đầu lập trình trên Python, 한국어: 파이썬 프로그래밍 공부법, हिन्दी: पाइथन (Python) में प्रोग्रामिंग करना शुरू करें, Türkçe: Python'da Programlamaya Nasıl Başlanır

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