目次
I.はじめに
Python は、1991 年に Guido van Rossum によって作成された高級プログラミング言語です。簡潔で読みやすい構文、強力な機能、幅広いアプリケーションで知られています。Python には、Web 開発、データ分析、人工知能、科学技術コンピューティング、自動化スクリプトなど、さまざまな種類のアプリケーションの開発に使用できる標準ライブラリとサードパーティ ライブラリが豊富にあります。
Python 自体は優れた汎用プログラミング言語であり、いくつかの人気のあるライブラリ (numpy、scipy、matplotlib) の助けを借りて、科学技術コンピューティングのための強力な環境となっています。このシリーズでは、Python プログラミング言語と、主に次のような科学技術計算に Python を使用する方法を紹介します。
- Python: 基本的なデータ型、コンテナ (リスト、辞書、セット、タプル)、関数、クラス
- Numpy: 配列、配列のインデックス付け、データ型、配列の演算、ブロードキャスト
- Matplotlib: プロット、サブプロット、画像
- IPython: ノートブックの作成、一般的なワークフロー
2. 実験環境
Python 3.7
次のコマンドを実行して Python のバージョンを確認します。
python --version 3. Pythonの基本データ型
Python の基本的なデータ型には次のものがあります。
- 整数 (int): 1、2、-3 などの整数値を表します。
- Float: 3.14、2.5 など、小数点付きの値を表します。
- ブール値: True または False を表す論理値。
- 文字列 (str): 「Hello」、「Python」など、引用符 (一重引用符または二重引用符) で囲まれたテキスト データを表します。
- リスト (リスト): [1, 2, 3]、['apple'、'banana'、'orange'] など、角括弧で囲まれたさまざまなタイプのデータを含めることができる、順序付けられた要素のセットを表します。 。
- タプル: リストに似ていますが、(1, 2, 3)、('apple'、'banana'、'orange') などのように括弧で囲まれ、変更できません。
- Set: {1, 2, 3}、{'apple'、'banana'、'orange'} など、中括弧で囲まれた一意の要素のセットを表します。
- 辞書 (dict): {'name': 'John', 'age': 25} など、中括弧で囲まれたキーと値のペアのマッピング関係を表します。
3. ストリングス
文字列は Python のもう 1 つの基本的なデータ型で、テキスト データを表すために使用されます。文字列は一連の文字で構成され、一重引用符または二重引用符で囲むことができます。例: 「Hello World」は文字列です。
文字列に対して、連結 (plus 演算子による)、スライス (index 演算子とスライス演算子による)、長さの計算 (len() 関数による) などのさまざまな操作を実行できます。さまざまな文字列メソッドを使用して文字列を操作および変換することもできます。
Python では文字列は不変です。つまり、文字列オブジェクトが作成されると、その値は変更できません。ただし、新しい文字列オブジェクトは文字列のメソッドと操作を通じて作成できます。
String は Python で非常に一般的に使用されるデータ型で、テキスト データの処理、ファイル パスの表現、ユーザー入力の保存などに使用されます。豊富な機能と操作を提供し、テキスト データの処理を便利かつ効率的にします。
1. 初期化
文字列は一重引用符または二重引用符を使用して初期化できます。
str1 = 'Hello World'
str2 = "Python is awesome"2. 索引
インデックス演算子 (角括弧) を使用して、文字列内の個々の文字にアクセスできます。文字列のインデックスは 0 から始まり、左端の文字のインデックスが 0 となり、順番に増加します。たとえば、次を使用して文字列内の文字を取得できます。
str1 = 'Hello World'
print(str1[0]) # 输出：H
print(str1[6]) # 输出：W3. スライス
- パターン: <文字列> [開始: 終了: ステップ]
- 左を閉じて右を開く: step をステップ サイズとして、beginからend-1までのすべての要素を取得します。
- stepの正負は方向を表し、stepが負の場合は逆出力が必要となります。
- デフォルト値: begin=0 ; end= len (<string> ) ; step =1
スライス演算子 (コロン) を使用して、文字列の部分文字列を取得できます。スライス操作では開始インデックスと終了インデックスを指定できます。開始インデックスはスライスに含まれますが、終了インデックスはスライスに含まれません。たとえば、次を使用して文字列の部分文字列を取得できます。
str1 = 'Hello World'
print(str1[0:5]) # 输出：Hello
print(str1[6:]) # 输出：World
print(str1[0:10:2]) # 输出：HloWr4. 操作
a. スプライス作業
2 つの文字列は、プラス演算子 (+) を使用して連結できます。
str1 = 'Hello'
str2 = 'World'
result = str1 + ' ' + str2
print(result) # 输出：Hello Worldb. コピー操作
乗算演算子 (*) を使用して、文字列を複数回コピーできます。
str1 = 'Hello'
result = str1 * 3
print(result) # 输出：HelloHelloHelloc. 部分文字列の判定
inAND演算子を 使用すると、not in文字列が別の文字列の部分文字列であるかどうかを判断できます。例えば：
str1 = 'Hello World'
print('Hello' in str1) # 输出：True，'Hello'是'Hello World'的子串
print('abc' not in str1) # 输出：True，'abc'不是'Hello World'的子串d. 長さを測ります
この関数を使用するとlen()、文字列の長さ、つまり文字列内の文字数を取得できます。例えば：
str1 = 'Hello World'
length = len(str1)
print(length) # 输出：115. フォーマットする
format()文字列メソッドを使用して、変数の値を文字列に挿入 できます。プレースホルダー (中括弧) を使用して、変数を挿入する場所を指定できます。例えば：
name = 'Alice'
age = 25
message = 'My name is {} and I am {} years old.'.format(name, age)
print(message) # 输出：My name is Alice and I am 25 years old.文字列のフォーマットは、スロット フォーマット コントロールを使用して実現できます。スロットは、変数値を挿入する形式文字列内の位置を指定するプレースホルダーです。スロットでは、インデックス、キーワード パラメーター、および属性アクセスを使用して、書式設定方法を制御できます。
以下に、一般的なスロット フォーマット制御方法をいくつか示します。
a. 位置パラメータを使用する
インデックスを使用して、挿入する変数の場所を指定できます。
name = 'Alice'
age = 25
message = 'My name is {0} and I am {1} years old.'.format(name, age)
print(message) # 输出：My name is Alice and I am 25 years old.b. キーワード引数を使用する
変数名をキーワード引数として使用して、挿入する変数を指定できます。
name = 'Alice'
age = 25
message = 'My name is {name} and I am {age} years old.'.format(name=name, age=age)
print(message) # 输出：My name is Alice and I am 25 years old.c. 属性アクセスを使用する
書式設定する変数がオブジェクトのプロパティである場合は、ドット (.) を使用してプロパティにアクセスできます。例えば：
class Person:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
person = Person('Alice', 25)
message = 'My name is {p.name} and I am {p.age} years old.'.format(p=person)
print(message) # 输出：My name is Alice and I am 25 years old.f-string メソッド
さらに、f-string などのより高度な書式設定方法を使用することもできます。f-string は、Python 3.6 以降で導入された文字列書式設定メソッドであり、より簡潔で使いやすいものです。
name = 'Alice'
age = 25
message = f'My name is {name} and I am {age} years old.'
print(message) # 输出：My name is Alice and I am 25 years old.