【Pythonの基礎②】Pythonの基本操作（変数）

2023-08-122023-12-30

食品安全分野で働く人であっても、デジタルリテラシー向上が必要な理由については、以下の記事をご覧ください。

変数に数字を代入する

実際にコードを見てみましょう。

下のコードでは、「number」という変数に数値の「100」を代入しています。

下の３行を１つのセルに入力してください。コードに赤や紫色がついていますが、コードを見やすくするためです。入力する際には無視して大丈夫です。

入力後キーボードで「Shift」と「Enter」を押す、または「▶︎」をクリックすると、Pythonが実行されます。

# 変数numberに100を代入
number = 100
print(number)

結果は「100」と表示されます。

ここでいくつかポイントがあります。

２行目で「number = 100」としています。このイコールは数学的に等しいということではなく、「number」に「100」を代入するという意味です。数学でも「x = 100」のように、変数に値を代入しますね。

すなわち、「＝」は値を代入したいときに使います。

次に１行目に「# 変数numberに100を代入」とあります。Pythonで半角の「#（シャープ）」は特別な意味がある記号です。

行の先頭に#をつけると、その行はコメントとして扱われ、Pythonで処理されません。

なぜ、わざわざコメントを残すのでしょうか？

より複雑なプログラミングを行うようになると、自分でコードを書いておきながら、後で見返してそのコードの目的が何だったのか、忘れてしまうことがよくあります。また、共同で作業をする際には、他の人がコードを見ても、何のためのコードなのかを分かるようにしておくことが重要です。

このような理由により、#で「コードの目的」を書いておきます。

なぜ変数を使うのか

変数が何なのかが分かりました。それでは、なぜ変数を使うのでしょうか。

先ほどの「number = 100」の例でわかるように、「変数」は値を入れておく箱のようなものです。変数に値を格納しておくと、変数を書くだけで値を呼び出して、計算することができます。

また、変数の値を変えたくなったら、変数に格納する値を変えるだけでいいので、人為的ミスがなくなります。

分かりにくいと思うので、具体例を紹介しましょう。

消費税が10％で、リンゴ（150円）、オレンジ（200円）、ブドウ（250円）をそれぞれ１つずつ購入します。合計金額を計算してみましょう。下のコードにある「*」は数学の掛け算（×）を、「+」は数学の足し算（＋）を表しています。

# それぞれの商品の値段を計算し合計する（消費税10%）
(150 * 1.1) + (200 * 1.1) + (250 * 1.1)

結果は660円でした。

660.0

もし増税により消費税が20％になったらどうでしょうか。「1.1」を「1.2」に修正しなければなりません。

# それぞれの商品の値段を計算し合計する（消費税20%）
(150 * 1.2) + (200 * 1.2) + (250 * 1.2)

結果は720円となります。

720.0

この例のような短いコードでも、１つの値が変わるだけで、３か所も修正しなければなりません！100行、200行のコードを書いて、修正箇所が30カ所あったら、修正に時間がかかる上に、ミスが生じる恐れがあります。

これをもし変数を使うとどうなるでしょうか。

# 変数taxに消費税を代入
tax = 1.1
# それぞれの商品の値段を計算する
apple = 150 * tax
orange = 200 * tax
grape = 250 * tax
# 合計金額を計算する
total = apple + orange + grape
print(total)

コードとしては少し長くなりましたが、変数を使わない時と同じ計算をしています。

この場合、増税があったとしても、「tax」の値を１つ「1.1」から「1.2」に変えるだけで済みます。また、他に買う物を追加したいときでも、grapeの下に追加していくだけで大丈夫です。

このように、変数を使うことで、変化に柔軟に対応することができます。

変数を使うメリット

変数に値を格納しておくと、変数を書くだけで値を呼び出して、計算することができる。
値を変えたくなったら、変数に格納する値を変えるだけでいいので、人為的ミスがなくなる。

変数に文字列を代入する

今までは変数に数値を代入しました。次に文字を代入してみましょう。

実際にコードを見てみましょう。

# 変数appleに「りんご」を代入
apple = 'りんご'
print(apple)

りんご

結果は「りんご」と表示されました。

ここでのポイントは、「りんご」をシングルクォート ‘…’で囲んで書いていることです。ちなみに、ダブルクォート “…” で囲んでも問題ありません。ただし、コードを書く際にはどちらかに統一するようにしてください。

数値の場合は ‘…’で囲む必要がありませんでした。しかし、文字の場合、コンピューターに文字だと認識させるため、 ‘…’で囲う必要があります。

また、「りんご」を「文字」と言いましたが、プログラミングでは「文字列」といいます。

数値と同様、文字列も足し算、掛け算することができます。

# 変数appleに「りんご」を代入
apple = 'りんご'
# 変数appleに３をかける
print(apple * 3)

りんごりんごりんご

apple×３すると、りんごが３回表示されました。

次は少し応用してみます。

apple = 'リンゴ'
orange = 'オレンジ'
grape = 'ブドウ'
print(apple + 'と' + orange + 'と' + grape + 'を買いました。')

これがどのように表示されるかわかりますか。

答えはこちら

リンゴとオレンジとブドウを買いました

このように、文字列も足し算、掛け算することができます。

先ほど「数値の場合は ‘…’で囲む必要がありません」と説明しました。もし、数値をシングルクォート ‘…’で囲むとどうなるのでしょうか。

# 変数number1に100を代入
number1 = 100
# 変数number2 に100を代入
number2 = '100'

print(number1)
print(number2)

100
100

結果は両方とも100です。

それでは次に５をかけてみましょう。

# 変数number1に100を代入
number1 = 100
# number1に５をかける
print(number1 * 5)

結果は当然500になります。number2ではどうなるか想像できますか？

# 変数number2に100を代入
number2 = '100'
# number2に５をかける
print(number2 * 5)

答えはこちら

100100100100100

なぜ異なる結果になったのでしょうか。

「文字の場合、コンピュータに文字だと認識させるため、 ‘…’で囲う必要があります。」と説明したように ‘…’で囲うとコンピューターに文字列と認識されます。そのため ‘100’ は数字ではなく文字列と認識されたため、100を５回繰り返したわけです。

それでは逆に文字列を ‘…’で囲わないとどうなるでしょうか。

# 変数appleに「りんご」を代入
apple = りんご
print(apple)

NameError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-1-d67c97d89965> in <cell line: 2>()
      1 # 変数appleに「りんご」を代入
----> 2 apple = りんご
      3 print(apple)

NameError: name 'りんご' is not defined

りんごが定義されていないというエラーになりました。「りんご」が文字列ではなく、変数と認識され、りんごが定義されていない（りんごに値が代入されていない）という理由でエラーになったようです。