【Python】基礎文法まとめ、解りやすく解説！

Pythonはシンプルで読みやすく、学習が比較的容易なプログラミング言語として知られています。

初心者でも扱いやすいため、最近ではプログラミング初学者からプロフェッショナルまで、様々な人々に利用されています。

今回はそんなPythonの基礎文法をまとめてみました。

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Pythonとは

Pythonは、汎用的なプログラミング言語であり、コードの可読性が高く、学習が容易です。

また、PythonはWebアプリケーション、機械学習、データサイエンスなど、多岐にわたる分野で利用されています。

Pythonの基礎文法

Pythonを学ぶ前には、基礎文法の確認が欠かせません。

本記事では、データ型、変数、演算子、条件分岐、繰り返し処理、関数、クラスなど、Pythonの基礎文法について詳しく解説します。また、Python初心者が陥りやすい落とし穴やエラーの対処法も解説するので、コーディングに苦手意識を持っている方も安心して学ぶことができます。

Pythonの基礎文法は、以下の要素から構成されます。

変数
型
演算子
制御構文
関数

変数

Pythonにおいて、変数を定義するには、変数名に対して値を代入するだけです。

また、Pythonは動的型付け言語であり、変数に代入される値に応じて自動的に型を決定します。

変数の宣言と代入

変数を宣言するには、変数名に代入する値を割り当てます。以下は、変数xに整数10を代入する例です。

x = 10

Pythonでは、変数に代入する値の型によって、変数の型が自動的に決定されます。例えば、次の例では、変数yに文字列"Hello, World!"を代入します。

y = "Hello, World!"

変数の値を変更するには、新しい値を変数に代入します。以下は、変数xの値を20に変更する例です。

x = 20

変数の使用例

以下に、Pythonの変数を使用する例をいくつか示します。

数値計算

数値計算において、変数は便利なツールです。以下は、変数aとbに整数を代入して、それらの和を計算する例です。

a = 10
b = 20
sum = a + b
print(sum) # 30を出力

文字列処理

文字列処理において、変数は非常に重要です。以下は、変数nameに文字列を代入して、それを表示する例です。

name = "John"
print("My name is " + name) # "My name is John"を出力

条件分岐

条件分岐において、変数は条件を判定するために使用されることがあります。以下は、変数ageに整数を代入して、その値によって条件分岐する例です。

age = 20
if age >= 18:
  print("You are an adult")
else:
  print("You are not an adult")

ループ

ループにおいて、変数は繰り返し処理のために使用されます。以下は、変数iを使用して、10回繰り返し処理を行う例です。

for i in range(10):
  print(i)

この例では、range関数を使用して、0から9までの値を取得しています。その後、forループで、変数iに値を代入して、print関数を使用して、iの値を出力しています。

リスト処理

リスト処理において、変数はリスト内の要素にアクセスするために使用されます。以下は、変数fruitsにリストを代入して、その要素をループで処理する例です。

fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
for fruit in fruits:
  print(fruit)

この例では、forループを使用して、リストfruitsの要素を1つずつ処理しています。forループの中で、変数fruitにリストの要素が代入され、print関数を使用して、fruitの値を出力しています。

変数まとめ

Pythonの変数は、値を格納するために使用される重要な要素の1つです。変数を宣言して値を代入し、値を変更することができます。変数は、数値計算、文字列処理、条件分岐、ループ、リスト処理などのさまざまな用途に使用されます。変数を適切に使用することで、プログラムを効率的に書くことができます。

型（データ型）

Pythonは動的型付けのプログラミング言語であり、変数の型を宣言する必要がありません。Pythonは、様々なデータ型をサポートしています。ここでは、Pythonでサポートされている主要なデータ型について説明します。

数値型

Pythonでサポートされている主要な数値型は以下の通りです。

int: 整数を表す型です。例えば、1や100などがint型の値です。
float: 浮動小数点数を表す型です。例えば、3.14や2.5などがfloat型の値です。
complex: 複素数を表す型です。例えば、1 + 2jや3 - 4jなどがcomplex型の値です。

これらの数値型は、通常の算術演算子を使用して演算ができます。例えば、+や-、*や/、**などの演算子があります。

文字列型

Pythonでサポートされている主要な文字列型は以下の通りです。

str: 文字列を表す型です。例えば、"hello"や"world"などがstr型の値です。

文字列型は、文字列を結合するための+演算子や、文字列を繰り返すための*演算子など、特定の操作に対して特別な意味を持つ演算子をサポートしています。

ブール型

Pythonでサポートされている主要なブール型は以下の通りです。

bool: 真偽値を表す型です。TrueやFalseなどがbool型の値です。

ブール型は、論理演算子を使用して演算ができます。例えば、andやor、notなどの演算子があります。

リスト型

Pythonでサポートされている主要なリスト型は以下の通りです。

list: 複数の値を格納することができる型です。リスト内の要素には、異なるデータ型の値を格納することができます。

リスト型は、インデックスを使用して要素にアクセスすることができます。また、スライスを使用して、リスト内の部分リストを取得することができます。リストはまた、繰り返し処理を行うことができます。

タプル型

Pythonでサポートされている主要なタプル型は以下の通りです。

tuple: 複数の値を格納することができる型です。タプル内の要素には、異なるデータ型の値を格納することができます。ただし、タプルはイミュータブルであり、一度作成されたタプルの要素を変更することはできません。そのため、タプル内の要素にはインデックスを使用してアクセスすることができますが、スライスや繰り返し処理を行うことはできません。

セット型

Pythonでサポートされている主要なセット型は以下の通りです。

set: ユニークな要素を格納することができる型です。セット内の要素には、異なるデータ型の値を格納することができます。

セット型は、和集合や積集合、差集合など、集合演算を行うことができます。また、セット内の要素を繰り返し処理することもできます。

辞書型

Pythonでサポートされている主要な辞書型は以下の通りです。

dict: キーと値のペアを格納することができる型です。辞書内のキーには、文字列や数値などのハッシュ可能な値を使用することができます。値には、異なるデータ型の値を格納することができます。

辞書型は、キーを使用して値にアクセスすることができます。また、辞書内のキーと値のペアを繰り返し処理することもできます。

以上が、Pythonでサポートされている主要なデータ型についての説明です。これらのデータ型をうまく使いこなすことで、より複雑なプログラムを書くことができます。

演算子

Pythonにおいて、数値型や文字列型などのデータ型に対して、加算、減算、乗算、除算などの演算子を使用することができます。

また、比較演算子や論理演算子なども使用することができます。

以下、Pythonでサポートされている主要な演算子について説明します。

算術演算子

算術演算子は、数値演算を行うために使用されます。Pythonでサポートされている主要な算術演算子は以下の通りです。

演算子	説明
+	加算
–	減算
*	乗算
/	除算
%	剰余
**	べき乗

比較演算子

比較演算子は、2つの値を比較するために使用されます。Pythonでサポートされている主要な比較演算子は以下の通りです。

演算子	説明
==	等しい
!=	等しくない
>	大なり
<	小なり
>=	以上
<=	以下

論理演算子

論理演算子は、真偽値を組み合わせて新しい真偽値を生成するために使用されます。Pythonでサポートされている主要な論理演算子は以下の通りです。

演算子	説明
and	論理積
or	論理和
not	論理否定

代入演算子

代入演算子は、値を代入するために使用されます。Pythonでサポートされている主要な代入演算子は以下の通りです。

演算子	説明
=	値を代入する
+=	加算して代入する
-=	減算して代入する
*=	乗算して代入する
/=	除算して代入する
%=	剰余して代入する
**=	べき乗して代入する

ビット演算子

ビット演算子は、ビット単位での演算を行うために使用されます。

演算子	説明
&	ビットごとの AND
\|	ビットごとの OR
^	ビットごとの XOR
~	ビットごとの NOT
<<	左シフト
>>	右シフト

識別演算子

識別演算子は、2つのオブジェクトが同じオブジェクトであるかどうかをチェックするために使用されます。

演算子	説明
is	同じオブジェクトである場合に True
is not	同じオブジェクトでない場合に True

メンバーシップ演算子

メンバーシップ演算子は、あるオブジェクトが別のオブジェクトのメンバーであるかどうかをチェックするために使用されます。

演算子	説明
in	メンバーである場合に True
not in	メンバーでない場合に True

演算子の優先順位

Pythonの演算子には、優先順位があります。優先順位は、式が評価される順序を決定します。以下に、演算子の優先順位を示します。

()
**
*, /, %, //
+, –
<, <=, >, >=
==, !=
and
or
not

括弧を使用することで、演算子の評価順序を明示的に指定することもできます。

制御構文

Pythonにおいて、条件分岐や繰り返し処理を行うための制御構文が用意されています。

if文、while文、for文などを使用することで、制御フローを柔軟に制御することができます。

以下では、それぞれの構文と使用方法について説明します。

条件分岐

if文

if文は、条件がTrueの場合に、そのブロックのコードを実行します。以下は、if文の基本構文です。

if 条件式:
    実行するコード1
    実行するコード2
    ...

例えば、以下のように書くことで、変数xが正の数である場合に、xが正の数であることを表示します。

x = 10

if x > 0:
    print("xは正の数です")

if-else文

if-else文は、条件がTrueの場合にはそのブロックのコードを実行し、Falseの場合には別のブロックのコードを実行します。以下は、if-else文の基本構文です。

if 条件式:
    実行するコード1
    実行するコード2
    ...
else:
    実行するコード1
    実行するコード2
    ...

例えば、以下のように書くことで、変数xが正の数である場合にはxが正の数であることを、そうでない場合にはxが0または負の数であることを表示します。

x = -10

if x > 0:
    print("xは正の数です")
else:
    print("xは0または負の数です")

if-elif-else文

if-elif-else文は、複数の条件を判定するために使用されます。以下は、if-elif-else文の基本構文です。

if 条件式1:
    実行するコード1
    実行するコード2
    ...
elif 条件式2:
    実行するコード1
    実行するコード2
    ...
else:
    実行するコード1
    実行するコード2
    ...

例えば、以下のように書くことで、変数xの値に応じてメッセージを表示します。

x = 10

if x > 0:
    print("xは正の数です")
elif x == 0:
    print("xは0です")
else:
    print("xは負の数です")

繰り返し処理

for文

for文は、ある範囲内の値を繰り返し処理するために使用されます。以下は、for文の基本構文です。

for 変数 in イテラブル:
    実行するコード1

ここで、変数はイテラブル内の要素を順番に取り出すために使用されます。イテラブルとは、リスト、タプル、文字列、辞書など、複数の要素を持つデータ型で、for文で要素を1つずつ取り出せるような反復可能なオブジェクトのことを指します。

for文の処理の流れは以下の通りです。

変数にイテラブルの最初の要素が代入される。
実行する文1、実行する文2、…が順に実行される。
変数にイテラブルの次の要素が代入される。
イテラブルの要素がなくなるまで、2〜3の処理が繰り返される。

以下は、リストを用いたfor文の例です。

fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
for fruit in fruits:
    print(fruit)

この例では、リストfruitsに含まれる要素を順に変数fruitに代入し、print関数で出力しています。実行結果は以下のようになります。

apple
banana
cherry

また、for文にはelse句を使用することもできます。else句は、for文が正常に終了した場合に実行されます。以下は、for文にelse句を使用した例です。

fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
for fruit in fruits:
    print(fruit)
else:
    print("I ate all the fruits!")

この例では、for文が正常に終了した場合に”I ate all the fruits!”が出力されます。実行結果は以下のようになります。

apple
banana
cherry
I ate all the fruits!

関数

Pythonにおける関数とは、ある処理をまとめて1つのブロックとして定義し、再利用可能にするための仕組みです。関数を使うことで、同じ処理を何度も書く必要がなくなり、プログラムを簡潔にすることができます。

Pythonの関数は、次のような構文で定義されます。

def 関数名(引数1, 引数2, ...):
    処理1
    処理2
    ...
    return 戻り値

ここで、関数名は任意の名前をつけることができます。引数は関数に渡す値で、複数ある場合はカンマで区切ります。処理は関数が実行する内容で、複数ある場合は改行で区切ります。戻り値は関数から返される値で、return文を使って指定します。

以下は、半径を引数として円の面積を計算する関数の例です。

def circle_area(radius):
    area = 3.14 * radius * radius
    return area

この関数は、引数radiusに渡された半径を使って円の面積を計算し、計算結果を戻り値として返します。この関数を呼び出すには、次のようにします。

result = circle_area(2.0)
print(result)

この例では、引数に2.0を渡してcircle_area関数を呼び出し、計算結果をresult変数に代入し、print関数で出力しています。実行結果は以下のようになります。

Copy code12.56

また、Pythonの関数にはデフォルト引数を設定することもできます。デフォルト引数を設定することで、引数が省略された場合にデフォルト値が使用されます。

以下は、デフォルト引数を設定した関数の例です。

def greet(name="World"):
    print("Hello, " + name + "!")

この関数は、引数nameに渡された名前を使って挨拶を表示します。引数が省略された場合は、”World”という名前が使用されます。この関数を呼び出すには、次のようにします。

greet("Alice")
greet()

この例では、”Alice”という名前を渡してgreet関数を呼び出し、次に引数を省略してgreet関数を呼び出しています。実行結果は以下のようになります。

Copy codeHello, Alice!
Hello, World!

また、Pythonの関数は可変長引数を受け取ることもできます。可変長引数とは、引数の数が可変である引数のことです。可変長引数は、以下のように定義します。

def my_function(*args):
    # 処理

ここで、*argsは可変長引数を表します。関数呼び出し時に引数を渡す際に、カンマで区切って複数の引数を渡すことができます。この場合、渡された引数はタプルとして扱われます。以下は、可変長引数を受け取る関数の例です。

def add_numbers(*args):
    result = 0
    for num in args:
        result += num
    return result

sum = add_numbers(1, 2, 3, 4, 5)
print(sum)  # 出力結果: 15

この例では、add_numbers関数は可変長引数を受け取り、渡された引数を合計した値を返しています。add_numbers(1, 2, 3, 4, 5)という関数呼び出しに対しては、1, 2, 3, 4, 5が*argsにタプルとして渡されます。その後、for文を使用してタプルの要素を順に取り出し、合計した値を計算しています。最終的に、合計した値である15が出力されます。

また、キーワード引数を使用することもできます。キーワード引数とは、引数を名前と値のペアで指定する方法です。キーワード引数は、以下のように定義します。

def my_function(**kwargs):
    # 処理

ここで、**kwargsはキーワード引数を表します。関数呼び出し時に、キーワード=値という形式で引数を渡すことができます。この場合、渡された引数は辞書として扱われます。以下は、キーワード引数を受け取る関数の例です。

def greet(name, message):
    print(f"{name}, {message}")

greet(name="Alice", message="Hello")  # 出力結果: Alice, Hello

この例では、greet関数は2つの引数を受け取り、名前とメッセージを表示する関数です。greet(name="Alice", message="Hello")という関数呼び出しに対しては、name="Alice"とmessage="Hello"が**kwargsに辞書として渡されます。その後、print関数で渡された引数を

出力します。

>>> greet("Alice")
Hello, Alice!

上記の例では、greetという関数に”Alice”という引数を渡しています。関数内では、引数を使って特定の処理が行われ、結果が返されます。その結果をprint関数で出力しています。

関数に複数の引数を渡すこともできます。以下は、2つの引数を受け取って、足し算を行う関数addです。

def add(x, y):
    return x + y

この関数を使って、2つの数値を足し算することができます。

>>> result = add(3, 5)
>>> print(result)
8

上記の例では、addという関数に3と5という2つの引数を渡しています。関数内では、それらの値を使って足し算が行われ、結果が返されます。その結果をresultという変数に代入して、print関数で出力しています。

また、Pythonでは関数にデフォルト値を設定することができます。以下は、デフォルト値を持つ引数を設定した例です。

def greet(name, greeting="Hello"):
    return greeting + ", " + name + "!"

この関数は、第1引数に名前、第2引数に挨拶の言葉を受け取ります。第2引数に何も渡さなかった場合、greetingにはデフォルト値として”Hello”が設定されます。

>>> greet("Bob")
'Hello, Bob!'
>>> greet("Alice", "Hi")
'Hi, Alice!'

上記の例では、greet関数をそれぞれ1つ目の引数に”Bob”、2つ目の引数に何も指定して呼び出し、また1つ目の引数に”Alice”、2つ目の引数に”Hi”を指定して呼び出しています。1つ目の呼び出しでは、デフォルト値が適用され、2つ目の呼び出しでは第2引数に指定した値が使用されます。

具体的には、第1引数に”Alice”を渡し、第2引数に”Hi”を渡しています。関数内では、渡された2つの引数を使って挨拶の言葉を作成し、それを返します。その結果が”Hi, Alice!”となり、print関数で出力されます。

また、関数内でリストや辞書などの可変長引数を受け取ることもできます。以下は、可変長引数を受け取る関数の例です。

def total(*numbers):
    result = 0
    for num in numbers:
        result += num
    return result

この関数は、任意の数の引数を受け取って、それらを足し合わせた結果を返します。引数名の前に”*”を付けることで、可変長引数を受け取ることができます。

>>> print(total(1, 2, 3))
6
>>> print(total(4, 5, 6, 7, 8))
30

上記の例では、totalという関数に複数の引数を渡しています。関数内では、可変長引数をforループで回しながら、それらの値を足し合わせています。

その結果がprint関数で出力されます。

まとめ

Pythonの基本的な文法について、以下のような内容を紹介しました。

変数は、値を保存するための箱であり、様々なデータ型を扱うことができます。
演算子を使用して、変数や値を計算することができます。
制御構造を使用して、条件分岐やループ処理を実行することができます。
関数を定義して、繰り返し使う処理をまとめることができます。

具体的には、以下のような内容を紹介しました。

変数: int、float、bool、str、list、tuple、dictなど、様々なデータ型がある。
演算子: 算術演算子、比較演算子、論理演算子、ビット演算子、代入演算子などがある。
制御構造: if文、for文、while文などがある。これらを使用することで、条件分岐や繰り返し処理を実行できる。
関数: def文を使用して、関数を定義することができる。関数は、再利用性が高いコードを作ることができる。また、引数や戻り値を使って、関数内外の値を受け渡しすることができる。

これらの基本的な文法を理解しておくことは、Pythonを使ったプログラム開発において非常に重要です。

Pythonとは

Pythonの基礎文法

変数

変数の宣言と代入

変数の使用例

数値計算

文字列処理

条件分岐

ループ

リスト処理

変数 まとめ

型（データ型）

数値型

文字列型

ブール型

リスト型

タプル型

セット型

辞書型

演算子

算術演算子

比較演算子

論理演算子

代入演算子

ビット演算子

識別演算子

メンバーシップ演算子

演算子の優先順位

制御構文

条件分岐

if文

if-else文

if-elif-else文

繰り返し処理

for文

関数

まとめ

変数まとめ