Python演習ドリル200 基礎練習31〜40, 41〜50⌗

Pythonプログラムを学び始めた方向けの演習ドリルです。

今回は、基礎練習の31〜40です。

jupyterとjupyter notebook⌗

本演習ではjupyter notebookを使用します。インストールされているか確認してください。インストールされていない場合、jupyterとjupyter notebookのインストール方法については、レッスン33を参照してください。

演習前の基礎学習⌗

実際にjupyter notebookを使用して演習を行う前に、演習の中で使用するPythonの機能について学習しましょう。

文字列処理
- for文による文字列の逐次処理
  
  for c in "文字列":のように、文字列をループ文で処理すると、変数cに文字列の文字が文字列数分、1文字ずつ格納され、ループ処理されます。
  
  例えば、以下のように文字列をfor文で処理し、print()関数で出力すると、（出力結果）のように出力されます。
```
for c in "abcde":
	print(c)
```
  （出力結果）
```
a
b
c
d
e
```
  文字列には英数だけでなく、日本語（漢字、かな、カナ）も使用でき、全て1文字単位で処理されます。
- enumerate()関数
  
  for i, c in enumerate("文字列"):のように文字列をenumerate()関数で処理すると、変数iには0から始まり1ずつ増えるインデックスの値が格納され、変数cには文字列の文字が1文字ずつ格納され、ループ処理されます。
  
  例えば、以下のように文字列for文で処理し、print()関数で出力すると、出力結果のように出力されます。
```
for i, c in enumerate("abcde"):
	print(i, c)
```
  （出力結果）
```
0 a
1 b
2 c
3 d
4 e
```
  enumerate("文字列", 開始インデックス）というようにenumerate関数の2番目の引数に開始インデックス（例えば1）を指定すると、開始インデックス(例えば1)から始まり1ずつ増えたインデックスの値が変数iに格納されます。（変数cに格納される文字は開始インデックスの有無・内容によって変わりることはありません）
- 文字列のスライス
  
  "文字列"[i]のようにインデックスを指定すると、文字列のi番目（0から始まる値）の文字を取得できます。
  
  "文字列"[a:b]のように指定すると文字列のa番目からb-1番目（0から始まる値）の文字列を取得できます。
  
  "文字列"[a:b:c]のように指定すると、文字列のa番目からb-1番目（0から始まる値）までの文字をc-1文字おきの（cずつずらした）文字列を取得できます。
  
  "文字列"[a:b]および"文字列"[a:b:c]のa、b、およびcは省略可能で、省略した場合、それぞれ文字列の先頭（cが負の場合は末尾）、文字列の末尾（cが負の場合は先頭）、1と解釈されます。 aとbを省略した場合は、cの符号とは関係なく全ての要素の範囲が選択されます。（もちろん、cの値によって実際に取得される文字列は異なります）
```
	"abcde"[1] 		# "b"
	"abcde"[1:4]	# "bcd"
	"abcde"[1:5:2]	# "bd"
	"abcde"[:]		# "abcde"
	"abcde"[:3]		# "abc"
	"abcde"[2:]		# "cde"
```
  インデックスには負の値も使用することができます。負の値は-1が文字列の最後尾の位置、-1増えるごとに1つずつ前の位置を示し、文字列の先頭は-文字列の長さになります。
  
  スライスで指定する位置（インデックス）は要素と要素の間を指す、と考えると理解しやすいです。
```
 +---+---+---+---+---+---+
 | a | b | c | d | e | f |
 +---+---+---+---+---+---+
 0   1   2   3   4   5   6
-6  -5  -4  -3  -2  -1
```
  cのc-1文字おきの（cずつずらした）値にも負の値を指定することができ、負の場合、末尾方向から逆順に要素を取得します。 "abcde"[::-1]のように指定すると、全ての文字を文末から文頭に1文字ずつ逆方向に取得する、すなわち、文字列を反転して出力することになります。
  
  cが省略されるか、正の値の場合は、正のインデックスに換算してa < b、負の場合は、正のインデックスに換算してa > bでないと何も取得されません。(空の文字列"“になる）
```
	"abcde"[-1] 	# "e"
	"abcde"[1:-1]	# "bcd"
	"abcde"[::-1]	# "edcba"
```
  なお、文字列を反転する方法としてはreverse()という関数を用いることもできます。
- in（含まれる）
  
  "文字列1" in "文字列2"という式で、文字列1に文字列2が含まれているかを判断することができ、含まれていればTrue、そうでなければFalseを返します。
- count（含まれる数を返す）
  
  "文字列1".count("文字列2")という関数で、文字列1に文字列2が何個含まれているかの数を返します。
- stringモジュールの定数
  
  stringモジュールをimportすると以下のような文字列定数を使うことができます。
  - string.ascii_lowercase
    
    英小文字abcdefghijklmnopqrstuvwxyzの文字列
  - string.ascii_uppercase
    
    英大文字ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZの文字列
  - string.ascii_letters
    
    前述のstring.ascii_lowercaseとstring.ascii_uppercaseを合わせた文字列
  - string.digits
    
    数字0123456789の文字列
  - string.hexdigits
    
    16進数字0123456789abcdefABCDEFの文字列
  - string.octdigits
    
    8進数字01234567の文字列
  - string.punctuation
    
    区切り文字として扱われるASCII文字!"#$%&'()*+,-./:;<=>?@[\]^_`{|}~の文字列
  - string.whitespace
    
    空白文字(whitespace)として扱われるASCII文字の文字列
  - string.printable
    
    上述のstring.digits、string.letters、string.punctuation及びstring.whitespaceを合わせた文字列
- join関数
  
  "区切り文字".join("文字列")で、文字列の各文字を指定の区切り文字で区切った1つの文字列を出力します。
```
"->".join("abcde")		# "a->b->c->d->e"
```
- split関数
  
  "文字列".split("区切り文字")で、1つの文字列を指定の区切り文字で区切り、区切った各文字列を文字列の配列として出力します。
```
"a,b,c,d,e".split(",")	# ["a","b","c","d","e"]
```
  なお、split()のように区切り文字を指定しない場合、空白文字（スペース、改行、タブなど）を区切り文字とし、連続する空白文字はまとめて１つの空白文字として処理されます。
```
"a    b  c d".split()		# ["a","b","c","d"]
```
- strip関数
  
  "文字列".strip()で文字列の先頭と末尾にある余分なスペース記号（スペースや改行など）を全て除去して出力します。
```
"   abcde   \n".strip()	# "abcde"
```
- replace関数
  
  "文字列1".replace("文字列2", "文字列3")で、文字列1中の文字列2を全て文字列3に置換えて出力します。
```
"abcaab".replace("a", "_")	# "_bc__b"
```
- chr関数とord関数
  
  各文字には、文字コードという文字1つ1つに付けられた値があります。例えばaは97、bは98というふうに、小文字のアルファベットは97から始まる文字コードが付けられています。大文字は65から始まり、数字は48から始まります。
  
  文字コードの値を文字に変換するにはchrという関数を使用し、chr(97)のようにすると、数値の文字コード値97を文字"a"に変換できます。同様にordという関数を使用し、ord("a")のようにすると、文字"a"を数値の文字コード値97に変換できます。なお、ord関数に2文字以上の文字列を渡すとエラーになります。
```
chr(97)		# "a"
ord("a")	# 97
```
- 書式化
  
  f文字列のおさらいと追加項目
  
  桁数のNは定数値です。また、10進数の数を示すdは省略可能です。
  - 変数xの値を文字列に入れる場合
    
    f"文字列1{x}文字列2"
  - 変数xの10進数の値をコンマ（,）による3桁ずつの桁区切りで表示したい場合
    
    f"{x:,d}" f"{x:N,d}"（スペース埋めN桁表示）
  - 変数xの値を2, 8, 10, 16進数でスペースで埋めてN桁で表示したい場合
    
    f"{x:Nb}",f"{x:No}", f"{x:Nd}", f"{x:Nx}"
  - 変数xの値を2, 8, 10, 16進数で0で埋めてN桁で表示したい場合
    
    f"{x:0Nb}",f"{x:0No}", f"{x:0Nd}", f"{x:0Nx}"
  - 変数xの値を2, 8, 16進数でそれぞれ頭に0b,0o,0xを付けてN桁で表示したい場合
    
    f"{x:#Nb}", f"{x:#Nd}", f"{x:#Nx}"
  - 変数sの文字列を文字cで埋めてn桁で表示したい場合（cが省略されるとスペース埋め）
    - 右寄せ
      
      f"{s:c>Ns}"
    - 中央寄せ
      
      f"{x:c^Ns)"
    - 左寄せ
      
      f"{s:c<Ns}"
    右寄せ、中央寄せ、左寄せは、文字列だけでなく、数値に対しても使用できます。その際は、右端のsの部分がb,o,d,xなどになります。

演習⌗

それでは実際にjupyter notebookを使用して、演習を行います。

コマンドラインからgit pullを実行してmcc1フォルダに最新のファイルをダウンロードしてください。

ターミナルのコマンドラインからcd mcc1/code/jupyterを実行して、jupyterフォルダに移動し、jupyter notebookを実行してください。

すると、ブラウザが起動し、jupyterのホーム画面が表示されます。

その中からPython演習ドリル200基礎練習31〜40.ipynbをクリックしてください。

そうするとPython演習ドリル200基礎練習31〜40というタイトルの演習問題が表示されます。

課題31から課題40までありますので、課題の内容にしたがって、In[]:の部分にPythonプログラムを書いてください。書き終わったら、画面上の ▶| Run というアイコンをクリックすると、今書いたPythonプログラムが実行されます。

出力結果が課題の（実行画面）と一致するか確認してください。

どうしても正解がわからないときは、▶プログラム例 をクリックすると、正解例のPythonプログラムが表示されます。

終わったら、ホーム画面に戻って、Python演習ドリル200基礎練習41〜50.ipynbをクリックしてください。

そうするとPython演習ドリル200基礎練習41〜50というタイトルの演習問題が表示されます。

同様に課題41から課題50までの課題の内容にしたがってPythonプログラムを書き、出力結果と一致するか確認してください。

まとめ⌗

今回はPython演習として、文字列処理と書式化を行いました。

今後も新しい演習問題を追加していきますので、演習を通じてPythonを学んでいきましょう。

レッスン125

Python演習ドリル200 基礎練習31〜40, 41〜50⌗

jupyterとjupyter notebook⌗

演習前の基礎学習⌗

演習⌗

まとめ⌗