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目次

  1. プログラミング言語
  2. Anaconda - Jupyter Notebook / JupyterLab の環境設定
  3. Python の基礎
  4. リスト，タプル，辞書，集合
    1. リスト
      リストの作成 | リストに変換 | オフセットを使った要素の取り出し | リストにリストを含める | 要素の書き換え | スライスで要素を取り出す | append( )で要素を追加 | extend( )で複数の要素を追加 | insert( )で途中に要素を追加 | del で要素を削除 | remove( )で要素を削除 | index( ) で要素のオフセットを得る | 値があるかどうか知りたい | 値が何個あるか数えたい | 逆順にしたい | ソートしたい | リストの長さを調べたい | リストを複製したい |
    2. タプル
    3. 辞書
      辞書の生成 | 要素の追加と書き換え | del で要素を削除する | キーがあるかどうか知りたい | すべてのキーを取得する | すべての値を取得する | すべてのキーと値を取得する | get で要素を取得する | すべての要素を削除する | pprintで整形して表示する |
    4. 集合
      集合の生成 | リストから集合への変換 | 要素の追加 | 要素の削除 |
  5. 再び Jupyter Notebook の操作
  6. Python の制御構文
  7. 関数
  8. 便利な関数など
  9. リストの内包表記
  10. 多次元リスト
  11. クラス
  12. 演習問題
  13. 雑多な情報

Python の基礎

リスト，タプル，辞書，集合

辞書

辞書はリストと似ている．リストは0,1,2,...というオフセットで要素を順番に管理していた．辞書では（Python 3.6までは）要素に順序はなく，一意のキーで管理する．ただし，Python 3.7 からはキーの順序も保証されるようになった．

辞書の生成

辞書を生成するには，'キー' : 値, を複数並べて { } で囲う．次の例では有名な小説（源氏物語（紫式部），坊っちゃん（夏目漱石），走れメロス（太宰治），羅生門（芥川龍之介））の冒頭の文を，小説のタイトルをキーに管理する．

novels = {
    "genji" : "どの天皇様の御代であったか、女御とか更衣とかいわれる後宮がおおぜいいた中に、最上の貴族出身ではないが深い御愛寵を得ている人があった。",
    "bocchan" : "親譲の無鉄砲で小供の時から損ばかりしている。",
    "meros" : "メロスは激怒した。必ず、かの邪智暴虐の王を除かなければならぬと決意した。",
    "rashomon" : "ある日の暮方の事である。一人の下人が、羅生門の下で雨やみを待っていた。",
 }

全体を表示します．Python 3.6 以前での結果は要素の順序は保証されませんでした．

print(novels)

{'bocchan': '親譲の無鉄砲で小供の時から損ばかりしている。', 'genji': 'どの天皇様の御代であったか、女御とか更衣とかいわれる後宮がおおぜいいた中に、最上の貴族出身ではないが深い御愛寵を得ている人があった。', 'rashomon': 'ある日の暮方の事である。一人の下人が、羅生門の下で雨やみを待っていた。', 'meros': 'メロスは激怒した。必ず、かの邪智暴虐の王を除かなければならぬと決意した。'}

しかしながら，Python 3.7 以降では定義した順序で表示されるようになりました．

print(novels)

{'genji': 'どの天皇様の御代であったか、女御とか更衣とかいわれる後宮がおおぜいいた中に、最上の貴族出身ではないが深い御愛寵を得ている人があった。', 'bocchan': '親譲の無鉄砲で小供の時から損ばかりしている。', 'meros': 'メロスは激怒した。必ず、かの邪智暴虐の王を除かなければならぬと決意した。', 'rashomon': 'ある日の暮方の事である。一人の下人が、羅生門の下で雨やみを待っていた。'}

特定の要素を取り出すにはキーを指定すれば良い．坊っちゃんの冒頭だけ取り出してみよう．

print(novels['bocchan'])

親譲の無鉄砲で小供の時から損ばかりしている。

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要素の追加と書き換え

要素を追加するには新たなキーを指定するだけで良い．「学問ノススメ（福沢諭吉）」も追加しよう．追加した結果について，以前は要素の順番が保証されていなかったが，Python 3.7 以降では最後に追加されているはずです．次の例は Python 3.9 系での結果です．

novels['gakumon'] = '「天は人の上に人を造らず人の下に人を造らず」と言えり。'
print(novels)

{'genji': 'どの天皇様の御代であったか、女御とか更衣とかいわれる後宮がおおぜいいた中に、最上の貴族出身ではないが深い御愛寵を得ている人があった。', 'bocchan': '親譲の無鉄砲で小供の時から損ばかりしている。', 'meros': 'メロスは激怒した。必ず、かの邪智暴虐の王を除かなければならぬと決意した。', 'rashomon': 'ある日の暮方の事である。一人の下人が、羅生門の下で雨やみを待っていた。', 'gakumon': '「天は人の上に人を造らず人の下に人を造らず」と言えり。'}

既存のキーを指定すれば，要素が書き換えられる．「走れメロス」の文を短く変更してみる．

novels['meros'] = 'メロスは激怒した。'
print(novels)

{'genji': 'どの天皇様の御代であったか、女御とか更衣とかいわれる後宮がおおぜいいた中に、最上の貴族出身ではないが深い御愛寵を得ている人があった。', 'bocchan': '親譲の無鉄砲で小供の時から損ばかりしている。', 'meros': 'メロスは激怒した。', 'rashomon': 'ある日の暮方の事である。一人の下人が、羅生門の下で雨やみを待っていた。', 'gakumon': '「天は人の上に人を造らず人の下に人を造らず」と言えり。'}

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del で要素を削除する

キーを指定して要素を削除できる．

del novels['meros']
print(novels)

{'genji': 'どの天皇様の御代であったか、女御とか更衣とかいわれる後宮がおおぜいいた中に、最上の貴族出身ではないが深い御愛寵を得ている人があった。', 'bocchan': '親譲の無鉄砲で小供の時から損ばかりしている。', 'rashomon': 'ある日の暮方の事である。一人の下人が、羅生門の下で雨やみを待っていた。', 'gakumon': '「天は人の上に人を造らず人の下に人を造らず」と言えり。'}

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キーがあるかどうか知りたい

in を使う．指定したキーが辞書にあれば True，なければ False を返す．「源氏物語」のキー「genji」が辞書にあるかチェックする．

novels = {
    "genji" : "どの天皇様の御代であったか、女御とか更衣とかいわれる後宮がおおぜいいた中に、最上の貴族出身ではないが深い御愛寵を得ている人があった。",
    "bocchan" : "親譲の無鉄砲で小供の時から損ばかりしている。",
    "meros" : "メロスは激怒した。必ず、かの邪智暴虐の王を除かなければならぬと決意した。",
    "rashomon" : "ある日の暮方の事である。一人の下人が、羅生門の下で雨やみを待っていた。",
 }
'genji' in novels

True

「銀河鉄道の夜」 (ginga) は登録されていない．

'ginga' in novels

False

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すべてのキーを取得する

keys()ですべてのキーを取得できる．これは辞書に対して繰り返し処理を行う際などに利用されます．

novels.keys()

dict_keys(['genji', 'bocchan', 'meros', 'rashomon'])

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すべての値を取得する

values()ではすべての値を取得できる．これは辞書に対して繰り返し処理を行う際などに利用されます．

novels.values()

dict_values(['どの天皇様の御代であったか、女御とか更衣とかいわれる後宮がおおぜいいた中に、最上の貴族出身ではないが深い御愛寵を得ている人があった。', '親譲の無鉄砲で小供の時から損ばかりしている。', 'メロスは激怒した。必ず、かの邪智暴虐の王を除かなければならぬと決意した。', 'ある日の暮方の事である。一人の下人が、羅生門の下で雨やみを待っていた。'])

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すべてのキーと値を取得する

items()ですべてのキーと値を取得できる．これは辞書に対して繰り返し処理を行う際などに利用されます．

novels.items()

dict_items([('genji', 'どの天皇様の御代であったか、女御とか更衣とかいわれる後宮がおおぜいいた中に、最上の貴族出身ではないが深い御愛寵を得ている人があった。'), ('bocchan', '親譲の無鉄砲で小供の時から損ばかりしている。'), ('meros', 'メロスは激怒した。必ず、かの邪智暴虐の王を除かなければならぬと決意した。'), ('rashomon', 'ある日の暮方の事である。一人の下人が、羅生門の下で雨やみを待っていた。')])

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get で要素を取得する

上で説明したとおり，特定の要素を取り出すには次のようにキーを指定すると良い． 

novels['genji']

'どの天皇様の御代であったか、女御とか更衣とかいわれる後宮がおおぜいいた中に、最上の貴族出身ではないが深い御愛寵を得ている人があった。'

しかし，この方法ではキーが存在しない場合にエラーが生じ，プログラムが強制終了してしまいます． 

novels['ginga']

--------------------------------------------------
KeyError         Traceback (most recent call last)

強制終了させないためには上の方法により，キーがあるかどうかを予めチェックする方法と，get() を使う方法がある．キーがある場合は get() もこれまでと同じ動作をする． 

novels.get('genji')

'どの天皇様の御代であったか、女御とか更衣とかいわれる後宮がおおぜいいた中に、最上の貴族出身ではないが深い御愛寵を得ている人があった。'

キーが存在しなければ結果は None となり，プログラムの処理は強制終了せずに（続きがあれば）継続される． 

novels.get('ginga')

（何も表示されない）

また，キーが見つからない場合に返す値を指定することもできる． 

novels.get('genji', '見つかりません')

'どの天皇様の御代であったか、女御とか更衣とかいわれる後宮がおおぜいいた中に、最上の貴族出身ではないが深い御愛寵を得ている人があった。'

novels.get('ginga', '見つかりません')

'見つかりません'

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すべての要素を削除する

clear()ですべての要素を削除できる．

novels.clear()
novels

{}

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pprintで整形して表示する

print() を使って辞書を表示したとき，必ずしも見やすい形式ではありません． 

novels = {
  "genji" : "どの天皇様の御代であったか",
  "bocchan" : "親譲の無鉄砲で",
  "meros" : "メロスは激怒した。",
  "rashomon" : "ある日の暮方の事である。",
}
print(novels)

{'genji': 'どの天皇様の御代であったか', 'bocchan': '親譲の無鉄砲で', 'meros': 'メロスは激怒した。', 'rashomon': 'ある日の暮方の事である。'}

pprint() 使うと読みやすく整形して表示してくれます．なお，辞書以外の様々なオブジェクトを表示できます． 

from pprint import pprint
novels = {
    "genji" : "どの天皇様の御代であったか",
    "bocchan" : "親譲の無鉄砲で",
    "meros" : "メロスは激怒した。",
    "rashomon" : "ある日の暮方の事である。",
  }
pprint(novels)

{'bocchan': '親譲の無鉄砲で',
  'genji': 'どの天皇様の御代であったか',
  'meros': 'メロスは激怒した。',
  'rashomon': 'ある日の暮方の事である。'}

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