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精読「独習Python」(制御構文)

2024/12/26に公開

Python

Python 3

tech

独習Python
「独習Python」は、初心者から中級者までを対象に、Pythonの基礎から応用までを体系的に学べる入門書で、豊富な例題と練習問題を通じて実践的なスキルを身につけられる一冊です。

構造化プログラミング：順次^[1]、選択 ^[2]、反復 ^[3]を組み合わせながらプログラムを組み上げていく手法

条件分岐

if命令-単純分岐

与えられた条件がTrue/Falseｎいずれかであるかによって、実行すべき処理を決める命令

age = 18

if age >= 18:
    print("あなたは大人です。")
else:
    print("あなたは未成年です。")

if命令-多岐分岐

elseブロックを利用することで、多岐分岐も表現できる

age = 25

if age < 13:
    print("子ども料金です。")
elif age < 18:
    print("学生料金です。") # 最初に合致したブロックのみ実行
elif age < 60:
    print("大人料金です。")
else:
    print("シニア料金です。")

match命令

python3.10からサポートされたmatch命令でコードが読みやすくなった

age = 25

match age:
    case age if age < 13:
        print("子ども料金です。")
    case age if age < 18:
        print("学生料金です。")
    case age if age < 60:
        print("大人料金です。")
    case _:
        print("シニア料金です。")

また、特定の値によって出力を振り分けるだけならば、辞書型を利用しても良い

age = 25

rates = {
    "child": age < 13,
    "student": 13 <= age < 18,
    "adult": 18 <= age < 60,
    "senior": age >= 60,
}

for rate, condition in rates.items():
    if condition:
        if rate == "child":
            print("子ども料金です。")
        elif rate == "student":
            print("学生料金です。")
        elif rate == "adult":
            print("大人料金です。")
        elif rate == "senior":
            print("シニア料金です。")
        break

条件式を指定する場合の注意点

条件式を丸カッコでくくる場合：論理演算子を伴う複雑な条件式で改行したいときなど

is_in_stock = True
has_discount = False
is_member = True

if (
    is_in_stock and 
    (has_discount or is_member) and 
    not has_discount
):
    print("商品を購入できます。")
else:
    print("購入条件を満たしていません。")

bool型の変数を「==」で比較しない

flag = True
if flag == True: # これは書くのではなく
if flag:         # flagはそれ自体がTrue/Falseなのでこう書く

条件式からはできるだけ否定を取り除く：ド・モルガン法則を利用してすっきり書く

if not flag1 and not flag2: # 否定だとわかりにくいので、
if not(flag1 and flag2):    # ド・モルガン法則を利用して読みやすくする

繰り返し処理

条件式がTrueの間だけ処理を繰り返すーwhile命令

count = 10
while count > 0:
    print(count)
    count -= 1
print("発射！")

リストの内容を順に処理するーfor命令

リスト/辞書などから順位要素を取り出し、決められた処理を実行する

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

決められた回数だけ処理を実行するーfor命令(range関数)

range関数^[5]を使って指定の回数で繰り返しを実行する

for i in range(5)
    print(i)

リストから新たなリストを生成するーリスト内包表記

Pythonでリストを簡潔に生成するための強力な構文^[6]

squares = [x**2 for x in range(10)]
print(squares)  # 出力: [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

ループの制御

ループを中断するーbreak命令

for i in range(10):
    if i == 5:
        break
    print(i)
print("ループ終了")

現在の周回をスキップするーcontinue命令

for i in range(10):
    if i % 2 == 0: # iが偶数の場合、
        continue   # スキップして次の繰り返へ
    print(i)

ループでの終了処理を実装する

else節をwhile/for命令で利用することで、breakせずにループを終えた場合に実行する処理を書ける

for i in range(5):
    print(i)
else:
    print("ループは正常に終了しました")

例外処理

例外を処理するーtry命令

あらかじめ発生するかもしれないエラーを想定しておき、実行を継続できるように処理する、または、安全に終了させるための処理

try:
    result = 10 / 0
except ZeroDivisionError as e:
    print(f"エラーが発生しました: {e}")
except Exeption as e:
    print(f"予期しないエラーが発生しました: {e}")
else:
    # 例外が発生しなかった場合の処理
    print(f"成功しました。結果は: {result}")
finally:
    # 例外が発生したかに関わらず必ず実行される処理
    print("処理が終了しました。")

参考

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脚注

記述された順に処理を実行 ↩︎
条件によって処理を分岐 ↩︎
特定の処理を繰り返し実行 ↩︎
if、for、whileなどの制御構文はすべて複合文 ↩︎
Pythonで連続した整数のシーケンスを生成するために使用される組み込み関数。主にforループと組み合わせて、特定の回数だけ処理を繰り返す場合や、リストなどのシーケンスのインデックスにアクセスする場合に役立つ ↩︎
リスト内包表記の構文は、[式 for 変数 in イテラブル if 条件] ↩︎