Pythonの勉強

Python入門にあたってメモした。

モジュール

import random	モジュールのインポート
import random, math	複数インポート
[my_module.py] def func(v):     return v * 2; [main.py] import my_module print(my_module.func(1))	モジュールの作成
from random import randint, choice randint(0, 10)	モジュールの一部読み込み randomからrandint, choiceを読み込む
import random as rd	rdという別名でrandomを読み込む

モジュールパスを追加：　PYTHONPATH 変数に追加

演算

代入

a, b, c = 1, 2, 3	a == 1 b == 2 c == 3
d = (1, 2) e, f = d	e == 1 f == 2
p = (1, (10, 100)) q, (r, s) = p	q == 1 r == 10 s == 100

割り算

/	小数型で計算
//	整数型で計算
divmod(a, b)	商と剰余を計算 (a//b, a%b)

 

べき乗

**	べき乗を計算
pow(a, b, c)	a ^ b % c

データ型

type(a)

データ型を取得

リテラル

b'0000'

バイト型

端数処理

round(a, b)

aを小数b桁未満を丸める ※偶数側に丸められる 　2.5 → 2 　1.5 → 2

基数変換

bin(b)	2進数で表示(0b111)
hex(x)	16進数で表示(0xfff)
oct(o)	8進数で表示(0o777)

入出力

入力	出力
print('string')	string
print(1, 2, 3.5)	1 2 3.5
print(1, 2, 3, sep='/')	1/2/3
print('string'+'string')	stringstring
print('文字列{}string{}'.format(a, b))	文字列astringb

Input('プロンプト')

プロンプト (入力)

ファイル入出力

f = open(ファイル名, 'r') data = f.readline() print(data) F.close	ファイルを開いて行を読んで閉じる
with open(ファイル名, 'r') as f     data = f.readline()     print(data)	ファイルを開き、行を読んで、自動的に閉じる
with open('sample.txt', 'w') as f     f.write('test\n')	書き込み
with open('sample.txt', 'r') as f     data = f.readline()     line = data.strip()	行を読んで、改行文字等を除去(strip())
with open('sample.txt', 'r') as f     for line in f:         print(line.strip())	行ごとに読み込んで出力
with open('sample.txt', 'r') as f     lines = f.readlines()     または     lines = list(f)	全ての行をリストとして読み込み
with open('sample.dat', 'rb') as f     f.tell()	ファイルポインタ位置を取得
with open('sample.dat', 'rb') as f     f.seek(x)	ファイルポインタをxに移動
with open('sample.dat', 'rb') as f     f.read(2)	2バイト読み込み
Import pickle sample_num = 100 with open('sample.pkl', 'wb') as f     pickle.dump(sample_num, f)	オブジェクトの書き込み
Import pickle with open('sample.pkl', 'rb') as f     load_num =  pickle.load(f)	オブジェクトの読み込み

オープンモード

'r'	読み込み
'w'	書き出し
'a'	追記
'r+'	読み書き両用
'rb'	バイナリ読み込み
'wb'	バイナリ書き出し
'r+b'	バイナリ読み書き両用

制御文

if文

if 条件式:     真だった場合の処理 elif 条件式:     真だった場合の処理 else 条件式:     偽だった場合の処理	一般的なif文
if 値 in リスト:     真だった場合の処理	値がリストに入っているかの確認
if a and b:	And
if a or b:	Or
if not a:	Not
a = None if a is None:	Noneの判定（Nullみたいなもの）

三項演算子

'Trueの場合’ if (条件) else 'Falseの場合'

条件によって異なる値を選択する

for文

for i in リスト:     繰り返す処理	繰り返し ※リストでなくてもiterableすべて可能 　（例えば文字列）
for i in range([m,]n):     繰り返す処理	mからn-1で繰り返し
pass	何もしない

イテレーター

Iter(iterable)	イテレーターの取得
next(iterator)	次の要素を取得

 

クラス

class MyClass:     member = 0     def __init__(self,  arg1, arg2)         初期化処理     def method(self):         return 'aaa'     def get_member(self)         return self.member obj = MyClass(arg1, arg2)	コンストラクタは__init__ メソッドには第一引数 self が必ず付く
class MyClass:     member = 0 MyClass.member = 100	クラス変数   　クラスで共通の値
class MyClass:     def __init__(self)         self.member = 100 obj = MyClass() obj.member = 1000	インスタンス変数     インスタンスごとの値
class MyClass:     def __init__(self)         self.__member = 100	プライベートなメンバーを作成する （アンダースコア２つでクラス外から参照できなくなる）
class MyClassBase;     member = 'base'     def func(self):         print(self.member) Class MyClass(MyClassBase):     member = 'sub'	クラスの継承 クラス変数も、メソッドも同名のもので上書きし、独自の処理に変更できる。
super().func()	スーパークラスのメソッドを呼び出す
MyClass(MyClassBase, OtherClass):     member = 'sub'	多重継承

関数

関数の使い方

arg_vals = [1, 2, 3] print(*arg_vals)

1, 2, 3 （引数をまとめて渡す）

関数

def func_a(a, b, c):     ～	関数定義
def func_a(a = 1, b = 2, c = 3):     ～	デフォルト引数
def func_a(a = 1, b = 2, c = 3):     ～ func_a(2, c = 5);	キーワード引数の指定 a == 2 b == 2 c == 5
def func_a(*args):     ～ func_a(1, 2, 3)	args == (1, 2, 3) ※ タプル
def func_a(**kwargs):     ～ func_a(a=1, b=2, c=3)	kwargs = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}
args = [1, 2, 3, '4'] func_a(*args)	func_a(1, 2, 3, '4') と同じ挙動
kwargs = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3} func_a(**args)	func_a(a=1, b=2, c=3) と同じ挙動
def outer(a):     def inner(b, c):         return b * c     return inner(a, 10)	関数内関数
def outer(a):     run_cnt = 0     def inner(b, c):         nonlocal run_cnt         run_cnt += 1         return b * c     return inner(a, 10)	関数内関数から、外側の関数内の変数を操作する。

関数オブジェクト

a = sum ※sumは組み込み関数 a([1, 2, 3])	sum([1, 2, 3]) と同じ挙動
a = lambda x: x ** 2	2乗するラムダ式
map(func_a, list)	listの各要素をfunc_aに渡して実行する 戻り値は、各要素のfunc_aの戻り値のリスト
filter(func_a, list)	listの各要素をfunc_a（Bool型）で判定し、 真となった要素のリストを返す
list = [(1, 'a'), (2, 'z'), (3, 'n')] list.sort(key= lambda x: x[1])	[1]の要素をキーとしてソートする。 元のlistが改変される
list = [(1, 'a'), (2, 'z'), (3, 'n')] sorted(list, key= lambda x: x[1])	[1]の要素をキーとしてソートする。 元のlistは改変されない

スコープ

関数外での変数使用	グローバル変数
関数内での変数使用	ローカル変数
関数内で global 変数名 して、使用	グローバル変数 （関数外の定義を上書き）

データ構造

リスト

リストの操作

len(x)	リストの長さを取得
list(range(3))	[0, 1, 2]
list(range(2, 11, 2)	[2, 4, 6, 8, 10]
list(range(9, 0, -2)	[9, 7, 5, 3, 1]
list1.append(x)	アイテムを追加
list1.extend(x)	別のリストを連結
list1.insert(n, x)	アイテムを挿入
list1.remove(n)	アイテムを削除
list1.pop(n)	アイテムを取得するとともに削除
list1.sort()	ソート
list1.sort(reverse=True)	逆順ソート（list1に影響）
sorted(list1)	ソートされたリストを取得
list1.reverse()	逆順にする（list1に影響）
reversed(list1)	逆順のリストを取得
list1.clear()	クリア
list1.index(x)	値がxの要素のインデックスを検索
list1.count(x)	値がxの要素をカウント
list1.copy()	コピーを返す（浅いコピー）
del list[x]	x番目を削除
del list[m:n]	m～n-1番目を削除
del list	すべて削除（要素ではなくリストが削除される）

 

リスト内包表記

[1, 2, 3, 4, 5]	リストの生成
[2 * x for x in list]	list内の要素xに対し 2 * x したもののリスト
[I * j for i in range(1, 3) for j in range(1, 10) ]	iとjそれぞれの組み合わせで演算したもののリスト
[[j * 4 + i for i in range(1, 5)] for j in range(2)]	[[1, 2, 3, 4], [5, 6, 7, 8]]
[xを使った値 for x in リスト if xを使った条件] [x + 1 for x in range(10) if x % 2 == 0]	元となるリストに対し、条件に合致した要素を使って 値を計算し、リストを作成する。 [1, 3, 5, 7, 9]
list_1 = ～～～ [i for i in range(len(list_1)) if list_1[i]を使った条件]	条件に合ったインデックスのリストを取得 リストの長さのインデックスのリストを作成し、 forで反復処理している
[真の値 if xの条件 else 偽の値 for x in リスト]	リスト内の値に対し、条件によって異なる値を持つ リストを作成する

添え字

list1[x]	x番目の要素
list1[-x]	後ろからx番目の要素
list1[m:n]	mからn-1番目までを切り出す
list1[m:n:x]	mからn-1番目までをx間隔で切り出す
上記指定 = [x]	上記指定の要素を置き換える
上記指定 = [x, y, z]	上記指定の要素を異なる要素数で置き換える

ループ

for index, value in enumerate(list1):

ループ内でインデックスを使用する

タプル

リストに似ているが、要素の一部を変更不能（イミュータブル）

(1, 2, 3, 4, 5) 1, 2, 3, 4, 5	生成
(1,)	1要素での生成
a, b, c, d, e = (f, g, h, i, j)	タプルのアンパック a == f b == g c == h d == i e == j
tuple[n]	n番目の要素

集合

重複しない要素のセット

順序が不定

{'a', 'b', 'c'}	生成
{'a', 'b', 'c', 'c'}	重複はまとめられる {'a', 'b', 'c'}
set('abc')	文字列から一文字ごとの集合を生成 {'a', 'b', 'c'}
set.add(a)	aを追加
set.remove(b)	bを削除
set.pop()	値を取り出して削除（取り出す値は不定）
{リスト内包表記}	リスト内包表記による生成
{frozenset({jとiの式 for j in リスト}) for I in リスト2}	集合を要素として持つ集合の生成 要素はHashableである必要があるため、 frozensetを使用する。 frozensetはイミュータブル。

集合演算

set_a = set('abc')
set_b = set('cde')

set_a - set_b	差集合 {'a', 'b'}
set_a | set_b	和集合 {'a', 'b', 'c', 'd', 'e'}
set_a & set_b	積集合 {'c'}
set_a ^ set_b	排他的論理和 {'a', 'b', 'd', 'e'}

集合の比較

set_a = set('abc') set_b = set('abc') set_a == set_b	完全一致の判定 True
set_a = set('abc') set_b = set('de') set_a.isdisjoint(set_b)	完全不一致（一つも一致要素がない）の判定 True
set_a = set('abc') set_b = set('bc') set_b <= set_a または set_b.issubset(set_a)	部分集合の判定 True
set_a = set('abc') set_b = set('bc') set_a >= set_b または set_a.issuperset(set_b)	上位集合の判定 True

辞書

{1: 'a', 2:'b', 3:'c'}	生成
keys = [1, 2, 3] values = ['a', 'b', 'c'] dict_a = dict(zip(keys, values))	生成 {1: 'a', 2:'b', 3:'c'}
{キーの式:値の式 for x in リスト}	内包表記による辞書の生成
{(キーとなるタプル):値の式 for x in リスト}	タプルをキーとする辞書の生成
main_ids = [100, 200, 300] sub_ids = [1, 2, 3] values = ['a', 'b', 'c'] dict_a = {(main_id, sub_id): value for main_id, sub_id, value in zip(main_ids, sub_ids, values)}	タプルをキーとする辞書の生成 {(100, 1): 'a', (200, 2): 'b', (300, 3): 'c'}
kuku = {y:{x:x*y for x in range(1, 10)} for y in range(1, 10)}	ネストした辞書の生成
dict_a[n]	キーnの要素を参照 なければエラー
dict_a.get(n)	キーnの要素を取得 なければNoneが返される
dict_a[n] = val	キーnとしてvalを追加
key in dict_a	keyがキーとして含まれているか確認 含まれていればTrue
del dict_a(key)	キーがkeyの要素を削除
dict_a.pop(key)	キーがkeyの要素を取り出したうえで削除
dict_a.clear()	全要素をクリア
for x in dict_a: または for x in dict_a.keys():	ループ内で1要素ずつ取り出し、xにキーが格納される
for x in dict_a.values():	ループ内で1要素ずつ取り出し、xに値が格納される
for key, x in dict_a.items():	ループ内で1要素ずつ取り出し、keyにキー、xに値が格納される
sorted(dict_a.items(), key=lambda x:x[0])	ソートされたリストを取得 （要素はタプル）

例外処理

try:

    処理

except 例外の種類:

    例外処理（sys.exc_info() で例外情報を参照できる）

except (例外の種類, 例外の種類) as err:

    例外処理（複数の例外をまとめられる。as err で、例外情報を取得できる）

except:

    その他の例外処理

else:

    正常終了時の処理

finally:

    必ず実行されるクリーンアップ処理

例外の送出

raise Exception(エラー情報, ・・・)

メモリー管理

ガベージコレクション

import gc gc.collect()	明示的にガベージコレクション
import sys sys.getsizeof(obj)	オブジェクトのバイト数を取得