07 関数を使う
- 関数とは入力に対して出力を返す仕組みのこと。
- 関数を呼び出すとき
- 関数名(引数1, 引数2 …)
- abs
- 絶対値を求める関数
- 引数
- 関数を呼び出すとき、丸カッコの中に数値や文字列のようなデータを入れます
- 関数に幾つの引数を渡すかも、関数ごとに決まっています。
- 戻り値
- 関数が処理した結果、関数から出力するデータのことを言う
- 関数の中には戻り値がない関数もある。print()
- def文で定義した関数から戻り値を返すには、return文を使います。
- 関数を定義するときは、def文を使います。
- 関数名をつけるコツ
- 英語の動詞 + 名詞(目的語)
- ローカル変数
- 関数の外で引数を使おうとするとエラーになる
- 関数の外にでると、関数内世界は消えてしまいます。
- 関数内世界が消えた後は、ローカル変数も一緒に消えて位使えなくなる。
# coding: utf-8
# In[1]:
the_list = [101, 123, 152, 123]
# 合計するための変数を作成しておく
summary = 0;
for item in the_list:
summary = summary + item;
summary
# In[2]:
sum(the_list)
# In[3]:
abs(10)
# In[4]:
abs(-200)
# In[5]:
int("100")
# In[6]:
int("100", 2)
# In[7]:
# 文字列を16進数の数値に見立てて変換する
int("100", 16)
# In[16]:
# 引数のない関数を定義する
def destiny_tank():
tanks = ["IV号戦車D型" , "III号戦車J型", "チャーチル MK.VII",
"MAシャーマン", "P4O重戦車", "T-34/76"]
num = input("好きな数字を入力してください。")
# 入力値をリストのインデックスに変換して、長さで割ったあまりを計算している。
idx = int(num) % len(tanks)
print("あなたの運命の戦車は？")
print(tanks[idx])
destiny_tank();
# In[17]:
# 引数を持つ関数の定義
def destiny_tank2(num):
tanks = ["IV号戦車D型" , "III号戦車J型", "チャーチル MK.VII",
"MAシャーマン", "P4O重戦車", "T-34/76"]
# 入力値をリストのインデックスに変換して、長さで割ったあまりを計算している。
idx = num % len(tanks)
print("あなたの運命の戦車は？")
print(tanks[idx])
num_str = input("好きな数字を入力してください:")
num = int(num_str)
destiny_tank2(num);
# In[20]:
from random import randint
num = randint(0, 10)
destiny_tank2(num)
# In[23]:
# 引数を持つ戻り値を返す関数の定義
def destiny_tank3(num):
tanks = ["IV号戦車D型" , "III号戦車J型", "チャーチル MK.VII",
"MAシャーマン", "P4O重戦車", "T-34/76"]
# 入力値をリストのインデックスに変換して、長さで割ったあまりを計算している。
idx = num % len(tanks)
return tanks[idx]
from random import randint
num = randint(0, 10)
tank = destiny_tank3(num)
print("今日あなたが乗るべき幸運の戦車は、", tank ,"です")
# In[24]:
def test_func(arg1):
inner_var = 100
print(arg1 + inner_year)
test_func(10)
# 関数内で定義した変数はエラーになる
inner_year
# In[28]:
# ローカル変数おw関数の外で使う
monk_fish_team = [158, 157, 163, 157, 145]
total = sum(monk_fish_team)
length = len(monk_fish_team)
mean = total / length
variance = 0
for height in monk_fish_team:
variance += ( height-mean)**2
variance = variance / length
volleyball_team = [143, 167, 170, 165]
total2 = sum(volleyball_team)
length2 = len(volleyball_team)
mean2 = total2 / length2
variance2 = 0
for height in volleyball_team:
variance2 += (height - mean2)**2
# 足した数値を要素数で割って分散を求める
variance2 = variance2 / length2
print(variance)
print(variance2)
# In[30]:
def calc_variance(a_list):
total = sum(a_list)
length = len(a_list)
mean = total / length
variance = 0
for height in a_list:
variance += ( height-mean)**2
variance = variance / length
return variance
print ( calc_variance([158, 157, 163, 157, 145]) )
print ( calc_variance([143, 167, 170, 165]) )
# In[31]:
monk_fish_team = [158, 157, 163, 157, 145]
volleyball_team = [143, 167, 170, 165]
pravda_team = [127,172,140, 160, 174]
monk_fish_variance = calc_variance(monk_fish_team)
volleyball_variance = calc_variance(volleyball_team)
pravda_vairiance = calc_variance(pravda_team)
print(monk_fish_variance**0.5)
print(volleyball_variance**0.5)
print(pravda_vairiance**0.5)
# In[ ]:
06_if文で条件分岐をする
条件に従って処理の内容を分けることを条件分岐と呼ぶ。 - 数値を比較する - 計算の結果を変数に入れて比較する - 関数が結果として返す数値を比較する - 文字列を比較する - == (等しい), != (異なる) - 文字列を検索する - 文字列の中に、特定の文字列が含まれている以下どうかを調べる in演算子 - リストも比較できる. - == , != , in - else文はある - switch文はない。elifで対応する。elseifの省略系。
他に気づいたところ。
# coding: utf-8
# In[1]:
if 2*2*2+2 == 10:
print('2*2*2+2は10')
if 2+2*2+2 == 10:
print('2+2*2+2は10')
if (2+2)*2+2 == 10:
print("(2+2)*2+2は10")
# In[2]:
# 数値を比較する
if 1 == 1:
print("1番目はTrue")
if 5^(4-4)+9 == 10:
print("２番目はTrue")
if 2 < len([0, 1, 2]):
print("３番目はTrue")
if sum([1, 2, 3, 4]) < 10:
print("４番目はTrue")
# In[3]:
# 文字列を比較する
# == (等しい), != (異なる)
if "AUG" == "AUG" :
print("１番目はTrue")
if "AUG" == "aug" :
print("２番目はTrue")
if "あいう" == "あいう":
print("3番目はTrue")
# In[4]:
# 特定の文字列が含まれているか in演算子
if "GAG" in "AUGACGGAGCUU" :
print("１番目はTrue")
if "恋と戦いはあらゆることが正当化されるのよ" in "正当化" :
print("2番目はTrue")
if "stumble" in "A horse may stumble though he has four legs" :
print("3番目はTrue")
# In[5]:
# リストを比較する
if [1, 2, 3, 4] == [1, 2, 3, 4]:
print("１番目はTrue")
if [1, 2, 3] == [2, 3] :
print("2番目はTrue")
if [1, 2, 3] == [ '1', '2', '3']:
print("3番目はTrue")
# In[6]:
# リスト内の要素を調べる~その１
if 2 in [2, 3, 5, 7, 11]:
print("１番目はTrue")
if 21 in [13, 17, 19, 23, 29]:
print("2番目はTrue")
if 'アッサム' in ['ダージリン', 'アッサム', 'オレンジペコ']:
print("3番目はTrue")
# In[7]:
# リスト内の要素を調べる~その２
if 1 in [0, 1, 2, 3, 4]:
print("１番目はTrue")
if [1, 2] in [0, 1, 2, 3, 4]:
print("2番目はTrue")
if [1, 2] in [0, 1, [1, 2], 3, 4]:
print("3番目はTrue")
# In[8]:
# ^ は XOR で排他的論理和。優先順位は、 - と + よりも低い。
if 2^3-2+4 == 10:
print("式1は10")
else :
print("式1は10にならない")
if 2**3-2+4 == 10:
print("式2は10")
else :
print("式2は10にならない")
# In[13]:
2^3
# In[14]:
2^3-2
# In[15]:
2^1
# In[16]:
3-2+4
# In[17]:
2^5
# In[18]:
# if - else をつかう。
a_year = 2080
if a_year >= 1993:
if a_year == 1993:
print(a_year, "年、れに誕生")
else :
print(a_year, "年、れに", a_year-1993, "歳")
# In[21]:
# if -elif をつかう
a_year = 2080
if a_year == 1993:
print(a_year, "年、れに誕生")
elif a_year > 1993:
print(a_year, "年、れに", a_year-1993, "歳")
# In[22]:
# 素数判定
a_num = 57;
for num in range(2, a_num):
if a_num % num == 0:
print (a_num, "は素数ではありません")
break
# In[ ]:
05_for文でループを使う
- forとシーケンスの間には、繰り返し変数と呼ばれる変数を置きます。
- ループで実行したい処理は、for文の後にインデントして記述します。
- ループで処理するコードの範囲を、インデントして示す。
- forで始まる行の最後には、コロンを１つ書く。
- 決まった回数のループを実行したい場合は、組み込み関数のrange()を使う。
- range(10)で、0から9のループを実行する。
# coding: utf-8
# In[1]:
# for文の使用例
mcz = ['れに', 'かなこ', 'しおり', 'あやか', 'ももか']
for member in mcz:
print(member)
# In[2]:
mcz
# In[3]:
# 分散を計算する
# 標準偏差 = 分散の平方根
# 分散の求め方
"""
(1) リストの値と平均との差を二乗して足す
(2) 全ての値について、(１)を繰り返す
(3) (2)で得た合計を要素数で割る
"""
# In[11]:
monk_fish_team = [158, 157, 163, 157, 145]
################## 平均値を求める ##################
# 合計を求める
total = sum(monk_fish_team)
# 要素数を求める
length = len(monk_fish_team)
# 平均値を求める
mean = total / length
# 分散を求めるための変数
variance = 0;
################## 分散を求める ##################
for height in monk_fish_team:
# リストの値と平均との差を二乗して足す
variance += (mean - height)**2
# で得た合計を要素数で割る
variance = variance / length
# 分散を表示する
variance
# In[13]:
# 平方根 は 2分の1の累乗で求めることができる。
standard_deviation = variance**0.5
standard_deviation
# In[ ]:
# In[17]:
# 別のリストの標準偏差を計算する
volleyball_team = [143, 167, 170, 165]
total2 = sum(volleyball_team)
length2 = len(volleyball_team)
ave = total / length
variance2 = 0;
for height2 in volleyball_team:
variance2 += (height2 - ave)**2
variance2 = variance2 / length2
variance2**0.5
# In[18]:
# range()関数を使って、決まった回数のループを実行する。
for cnt in range(10):
print(cnt)
# In[19]:
# 複利計算 元金に対して一定の利率をかける処理
# 例 100万円の資金を年間利率5%の投資商品に預けるとする。
savings = 100
for i in range(15):
savings += savings*0.05
savings
# In[ ]:
04_リストを使う
リストは、複数のデータを並べて管理し、効率的に扱うために使う。
リスト型を定義するには、角カッコ( [~] )を使う。
リストのように複数の要素を持つデータ型シーケンスと呼ぶ。
- リストの参照方法
- リスト名[要素のインデックス]
- リストの要素同士で引き算ができる
- リストの最後の要素を指定する。
- リスト名[-1]
- リストを連結することができる
- +演算子で連結をする。
- リストの要素の置き換え
- =代入演算子を使う。リスト名[インデックス] = ‘何か’
- リストの要素の削除
- del文を使う。 del リスト名[インデックス]
- Pythonのリストにはスライスという機能がある
- スライスとは、リストに入っている要素のうち、連続した複数の要素を指定する記法です。
- スライスの記法。 リスト名[最初の要素のインデックス:最後の要素のインデックス+1]
- スライスは、元のリストは変更されず、元のまま残ります。
- 左側を省略した場合は、最初の要素を指定していることになる。
- 右側を省略した場合は、最後の要素までを指定していることになる。
- リストのリスト(2次元配列)を定義することもできる。
- リストの合計
- 組み込み関数の sum()
- リストの最大値
- 組み込み関数の max()
- リストの最小値
- 組み込み関数の min()
- リストの長さを調べる
- 組み込み関数の len()
# coding: utf-8
# In[1]:
tokyo_temps = [15.1, 15.4, 15.2, 15.4, 17.0, 16.9]
tokyo_temps
# In[6]:
get_ipython().magic('matplotlib inline')
# 別名を定義して、省略をして使えるようにimport
import matplotlib.pyplot as plt
# グラフの表示
plt.plot(tokyo_temps)
# In[7]:
# インデックスを指定して要素を取り出す
# リスト名[要素のインデックス]
tokyo_temps[0]
# In[8]:
# リスト要素の引き算
tokyo_temps[5] - tokyo_temps[0]
# In[9]:
# リストの連結をする
e_tokyo_temps = [13.6, 13.5, 14.2, 14.8, 14.8]
tokyo_temps2 = e_tokyo_temps + tokyo_temps
tokyo_temps2
# In[10]:
plt.plot(tokyo_temps2)
# In[12]:
# 要素を置き換える
# リストの定義をする
mcz = ['れに', 'あかり', 'かなこ', 'しおり', 'あやか', 'ゆきな']
mcz
# 5番目の要素を書き換える。(０番目が存在するため。)
mcz[5] = 'ももか'
mcz
# In[13]:
# リストの要素を削除する.
# del文を使う。
del mcz[0]
mcz
# In[14]:
# リストのスライス記法
momotamai = mcz[1:3]
momotamai
# In[15]:
# スライスで左側を省略した場合
mcz[:2]
# In[16]:
# スライスで右側を省略した場合
mcz[1:]
# In[23]:
# リストのリスト ２次元配列
city_temps = [
[14.8, 14.8, 15.1, 15.4, 15.2, 15.4, 17.0, 16.9] , # 東京
[10.0, 10.4, 11.5, 11.2, 10.9, 10.6, 11.8, 12.2] , # 秋田
[16.0, 15.5, 15.9, 16.4, 15.9, 15.6, 17.5, 17.1] # 熊本
]
city_temps
# In[24]:
# 秋田の平均気温を表示する
city_temps[1]
# In[25]:
# 平均気温の比較 熊本の2000年と熊本の1920年の比較をする
city_temps[2][7] - city_temps[2][0]
# In[26]:
# ３年の平均気温のグラフを描画する
plt.plot(city_temps[0])
plt.plot(city_temps[1])
plt.plot(city_temps[2])
# In[27]:
# リストの合計を計算する
monk_fish_team = [158, 157, 163, 157, 145]
sum(monk_fish_team)
# In[28]:
# リストの最大値
max(monk_fish_team)
# In[29]:
# リストの最小値
min(monk_fish_team)
# In[30]:
# リストの長さを調べる
len(monk_fish_team)
# In[31]:
# 平均値を出力をする
monk_sum = sum(monk_fish_team)
monk_len = len(monk_fish_team)
monk_mean = monk_sum / monk_len
monk_mean
# In[34]:
# 棒グラフを表示する
plt.bar([0, 1, 2, 3, 4], monk_fish_team)
plt.plot([0, len(monk_fish_team)], [monk_mean, monk_mean], color = 'red')
# In[ ]:
03_文字列を使う
文字列を使う
- 文字列を定義するには、ダブルクォーテーション(“〜”), シングルクォーテーション(‘〜’)と言う引用符を使う。PHPと違って、"と'では違いがなさそう。
- 引用符で囲まれている文字列の部分は色付けされている部分は、シンタックスカラーリング
- シングルクォーテーションで、表示しているデータは文字列である
- クォーテーションを３つ連ねると、改行を含む文字列を定義することができる。
- 複合演算子 +=, -=, *=, /=
- 違うデータ型を演算することはできない。(型を揃える。)
- Pythonで型変換をするには、関数を使う。
# coding: utf-8
# In[ ]:
spam = "spam"
# In[5]:
a_lylic = "でもね私のエネルギーは"
a_lylic = a_lylic + "すでにインフィニティだよ。"
a_lylic
# In[6]:
a_lylic2 = "ずっと笑顔ばかりを選んで"
a_lylic2 += "泣き顔見せるのを迷ってた"
a_lylic2
# In[8]:
a_lylic = "でもね私のエネルギーは"
a_lylic = "a_lylicすでにインフィニティだよ。"
a_lylic
# In[9]:
lylic3 = """強い人になろうとして
弱い僕を封じ込めて
一人ぼっちになった"""
lylic3
# In[10]:
day = 24
str_day = str(day)
date = str_day + '日'
date
# In[17]:
# 数字文字列をint型に変換する。
int('200')
# In[16]:
# 数字と小数点のみで構成された文字列を、float型に変換する。
float('3.14159265358979')
# In[ ]:
02_変数を使う
変数名の付け方
- 数字で始まっていなければどんな文字列もPythonの変数名として使える。(日本語も使える。)
- アルファベット,数字,アンダースコア(_)を組み合わせて作る
- 特別扱いしたい変数を定義する時は、大文字だけの変数名を持つ変数を定義して、定数のように扱う。
- 始めの１文字はアルファベット
- 30個ほど、変数名に使えない単語がある。(予約語)
# coding: utf-8 # In[1]: champernowne = 0.12345678910 # In[2]: champernowne_19 = 0.1234567891011121314 # In[3]: pi = 3.141592 diameter = 12756.274 pi*diameter # In[4]: cal_per_1kg = 7200 cal_per_1minjog = 7.76 min_to_lose1kg = cal_per_1kg/cal_per_1minjog hours_to_lose1kg = min_to_lose1kg/60 hours_to_lose1kg # In[ ]:
01_数値を使った四則演算
# coding: utf-8 # In[1]: 5-5+1+9 # In[2]: 5/5/1+9 # In[3]: 5/5+1*9 # In[4]: 5/5**1+9 # In[5]: 5/5*(1+9) # In[6]: 5/(5/(1+9)) # In[ ]:
