Python入門チュートリアル（初心者向け）

Pythonとは何か、何に使われるか

Pythonは、1991年にGuido van Rossumが公開した高水準の動的型付け言語です。コードはインタープリタ（標準実装はCPython）で実行されるため、別途コンパイルする手順はありません。データ分析や機械学習（NumPy、pandas、PyTorch）、Webバックエンド（Django、Flask、FastAPI）、自動化スクリプト、科学技術計算、プログラミング教育などに使われています。Python 2は2020年にサポートが終了したので、学ぶならPython 3です。

Pythonのインストールと Hello, world の実行

Windows・macOSではpython.orgからインストーラーをダウンロードし、Linuxではパッケージマネージャーを使います。インストールは python3 --version で確認できます（Windowsでは py や python コマンドであることが多いです）。次のファイルを hello.py として保存します。

print("Hello, world")

python3 hello.py
# Hello, world

ファイルを指定せずに python3 を実行すると対話モード（REPL）が起動し、1行ずつ試すのに便利です。

変数と基本の型

変数は値を代入すると作られます。型の宣言は不要で、値自体が型を持ち、type(x) で確認できます。

name = "Ada"
age = 36
height = 1.65
print(f"{name} is {age} years old")  # Ada is 36 years old
print(7 / 2, 7 // 2, 7 % 2)          # 3.5 3 1
print(int("12") + 1)                 # 13

制御構文：if、for、while

ブロックはコロンで始まり、インデントで範囲を決めます（慣例では半角スペース4つ）。for ループは任意のシーケンスを順に処理し、range(n) は0からn−1までの数を返します。

score = 72
if score >= 90:
    grade = "A"
elif score >= 70:
    grade = "B"
else:
    grade = "C"
print(grade)  # B
for i in range(3):
    print(i)  # 0, then 1, then 2
n = 10
while n > 1:
    n = n // 2
print(n)  # 1

関数

関数は def で定義します。引数にはデフォルト値を設定でき、呼び出し側は名前を指定して渡せます。return のない関数は None を返します。

def greet(name, greeting="Hello"):
    return f"{greeting}, {name}!"
print(greet("Lin"))                 # Hello, Lin!
print(greet("Lin", greeting="Hi"))  # Hi, Lin!
square = lambda x: x * x
print(square(5))                    # 25

def area(w: float, h: float) -> float: のような型ヒントは、意図を明示し、mypyなどのツールでコードを検査できるようにしますが、インタープリタ自体は型を強制しません。

リスト、タプル、辞書、集合

nums = [3, 1, 2]
nums.append(5)
nums.sort()
print(nums, nums[0], nums[-1], nums[1:3])  # [1, 2, 3, 5] 1 5 [2, 3]
ages = {"ann": 31, "bob": 25}
ages["cy"] = 40
for person, age in ages.items():
    print(person, age)
print(ages.get("zed", 0))  # 0
squares = [x * x for x in range(5) if x % 2 == 0]
print(squares)  # [0, 4, 16]

最後の行は内包表記（リスト内包表記）で、Pythonを代表する機能の一つです。ループと任意の条件を1つの式にまとめてリストを作れます。辞書や集合の内包表記も同じ書き方です。

特徴的な機能：アンパック、with、ジェネレータ

a, b = 1, 2
a, b = b, a            # swap without a temporary
first, *rest = [1, 2, 3, 4]
print(first, rest)     # 1 [2, 3, 4]
with open("notes.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
    f.write("line one\n")   # file is closed automatically
def countdown(n):
    while n > 0:
        yield n
        n -= 1
print(list(countdown(3)))  # [3, 2, 1]

with 文は準備と後始末の処理を代わりに実行します（ここではエラーが起きてもファイルを確実に閉じます）。yield を使う関数はジェネレータで、値を1つずつ遅延生成するため、大きなデータでもメモリを節約できます。

try と except によるエラー処理

エラーは例外として送出されます。想定する例外の種類を指定して捕捉し、必ず実行したい処理には finally を使います。

def parse_age(text):
    try:
        age = int(text)
    except ValueError:
        print(f"not a number: {text!r}")
        return None
    if age < 0:
        raise ValueError("age cannot be negative")
    return age
print(parse_age("41"))   # 41
print(parse_age("abc"))  # not a number: 'abc', then None

小さな完成プログラム：単語カウンター

このスクリプトは、コマンドラインで指定したテキストファイルを読み、出現回数の多い単語を上位5件表示します。標準ライブラリだけを使います。

import sys
from collections import Counter
def top_words(path, n=5):
    with open(path, encoding="utf-8") as f:
        words = f.read().lower().split()
    cleaned = [w.strip(".,;:!?\"'()") for w in words]
    return Counter(w for w in cleaned if w).most_common(n)
if __name__ == "__main__":
    if len(sys.argv) != 2:
        sys.exit("usage: python3 count.py FILE")
    try:
        for word, count in top_words(sys.argv[1]):
            print(f"{count:5}  {word}")
    except FileNotFoundError:
        sys.exit(f"file not found: {sys.argv[1]}")

python3 count.py notes.txt で実行します。if __name__ == "__main__": の判定により、このファイルをモジュールとしてimportしても、スクリプト部分は実行されません。

初心者がよくやる間違い

• タブと空白の混在や不揃いなインデントは IndentationError の原因になります。エディタで半角スペース4つを挿入するよう設定しましょう。
• = は代入、== は比較です。is は None との比較（if x is None）にだけ使います。
• input() は常に文字列を返します。計算の前に int() や float() で変換してください。
• b = a ではリストはコピーされず、両方の名前が同じリストを指します。コピーには b = a.copy() か b = list(a) を使います。
• パッケージはシステムのPythonではなく、仮想環境（python3 -m venv .venv）の中にインストールしましょう。

次のステップ

公式のPythonチュートリアルを一通り読み、ライブラリリファレンスで pathlib、json、datetime、itertools などのモジュールを調べてみましょう。サードパーティのパッケージを使うために pip と仮想環境を学び、unittest やpytestでテストを書きます。その後は、Web（DjangoまたはFastAPI）、データ分析（pandas）、自動化のいずれかに進みましょう。