![文法2―変数
• 変数
• Fortranと同様に変数が使用できる
• 宣言は不要で、変数に型がない(数値も文字列もOK)
• 但し値には型(クラス)がある(int, float, complex, …)
• 代入と参照
• 代入は「変数 = 式」の形で使用
• 左辺を省略して式の値を捨てることも可能
• 参照は必要な場所で変数を書けばよい
• 例: x = 1
• コレクション(配列)への代入と参照
• 添字は[]で書く(Fortranは())
• 添字は0から始まるので注意](https://image.slidesharecdn.com/py1intro-170228032800/85/Python-1-8-320.jpg)
![値(変数に代入できるもの)の例
• 数値
• 整数(int) 2, -1など小数点を持たない数
• 実数(float) 3.14など小数点を持つ数
• 複素数(complex) 1+2jなど虚数単位jを持つ数
• 文字列
• 文字列(str) 'test'など(''や""で囲む)
• コレクション(データの集まり≒配列)
• リスト(list) [1.0, 2.0]など(要素や大きさが可変)
• タプル(tuple) ('May', '1')など(要素や大きさが不変)
• 辞書(dict) {'key': 'value'}など(keyとvalueの対応)](https://image.slidesharecdn.com/py1intro-170228032800/85/Python-1-9-320.jpg)
![文法4―ブロック
• ブロックはインデントで指定
• ifやwhileのブロックはインデント(4スペース推奨)
• ブロックが終了したらインデントを戻す
• ブロックで何もしない場合はpassを使う
• 例(回文数を数える)
n = 0 # カウンタの初期化
for i in range(1, 10000): # 1から10000までループ
˽˽˽˽if str(i) == str(i)[::-1]: # 反転しても同じなら
˽˽˽˽˽˽˽˽n += 1 # 回文数ならnを1増やす
˽˽˽˽else: # 違えば
˽˽˽˽˽˽˽˽pass # 何もしない
print(n) # => 198](https://image.slidesharecdn.com/py1intro-170228032800/85/Python-1-11-320.jpg)
![例―MCSCFのエネルギー
import sys # 標準入力の読込準備
for l in sys.stdin(): # 標準入力を1行づつlに代入
if not ('MCSCF' in l ¥ # lの中にMCSCFと
and 'Energy' in l): # Energyがなければ
continue # 次の行へ
token = l.rstrip().split() # lを改行除去し空白で分割
state = token[2] # 準位は第2トークン
energy = token[4] # エネルギーは第4トークン
print(state, energy) # 準位とエネルギーを出力](https://image.slidesharecdn.com/py1intro-170228032800/85/Python-1-17-320.jpg)
![3. 必要な列を抽出
• l.rstrip().split()
• l.rstrip()はlの末尾の改行除去、.split()が分割
• 分割された文字列のリスト(配列)ができる
• リストの先頭は「0番」なので注意！
• また、リストの参照は「list[i]」で行う
• 例(1列目だけ表示)
for l in sys.stdin:
token = l.rstrip().split()
print(token[0])](https://image.slidesharecdn.com/py1intro-170228032800/85/Python-1-21-320.jpg)
Python勉強会1-はじめに
- 2. PythonとFortranの比較 • Fortranは • 各種計算(特に行列、ベクトル)が高速 • 数値計算のライブラリが充実 • 事前に明示的なコンパイルが必要 • →計算プログラムの作成に適している • Pythonは • 汎用的な言語(何でもできるが計算は遅い) • 特に文字列の処理がFortranに比べ容易 • 事前のコンパイルを必要としない • →入力の整形や解析プログラムの作成に適している
- 3. 2016/5/4現在の最新版 • Pythonは2系と3系が共存 • Python2の最新版→2.7.11 • Python3の最新版→3.5.1 • この演習では3系に準拠します • 事前にパスを通しておいてください
- 4. 実行方法 • 1. ファイル(file)に作成したプログラムを実行 • コマンド: python3 some_program.py • 何回も使うプログラムに向く • 2. ターミナル(REPL)上で直接実行 • コマンド: python3 • 実行すると>>>と表示→プログラムを入力 • 返り値のある式を実行するとそれが表示される • ライブラリなどの確認に使う • この演習では主に2の方法を用います • 実用上は1が重要なので両方使ってみてください。 • 演習でfile(REPL)とある→1(2)を使って下さい
- 5. 演習1―Hello, World (file, REPL) • 以下の内容をtest01.pyに記述してください • print("Hello, World") • python3 test01.pyとコマンドを入力して下さい • Hello, Worldと表示されるはず • python3とコマンドを実行して下さい • >>>と表示される • print("Hello, World")と入力して下さい • Hello, Worldと表示されるはず
- 6. 凡例 • このテキストでの書き方 • コメント及び何かの値は「#」に続けて書きます • x = "Hello, World!" # xに"Hello, World!"を代入 • "Show some value" # "Show some value" • 出力を記述する場合は「# =>」に続けて書きます • print("Hello, World") # => Hello, World! • print(1 + 2) # => 3 • 必要に応じて変える値(変数など)は斜体で書きます • print(str) # strは必要に応じて書き換える • str.rstrip() # メソッドのレシーバは斜体 • 書き換えない値(パッケージなど)は立体で書きます • re.compile("¥d+") # reは正規表現のパッケージ
- 7. 文法1―書き始め • いきなり書き始め、いきなり終わる • program ～ end programは必要ない • 変数の宣言もしない(変数は自動的に宣言される) • 画面への出力 • print(出力したいもの) • 配列などの表示も可能 • 例: print("Hello, World") • コメント • コメントは#から行末まで • 複数行コメントは'''～'''または"""～""" • 例: print("Hello, World") # Comment
- 8. 文法2―変数 • 変数 • Fortranと同様に変数が使用できる • 宣言は不要で、変数に型がない(数値も文字列もOK) • 但し値には型(クラス)がある(int, float, complex, …) • 代入と参照 • 代入は「変数 = 式」の形で使用 • 左辺を省略して式の値を捨てることも可能 • 参照は必要な場所で変数を書けばよい • 例: x = 1 • コレクション(配列)への代入と参照 • 添字は[]で書く(Fortranは()) • 添字は0から始まるので注意
- 9. 値(変数に代入できるもの)の例 • 数値 • 整数(int) 2, -1など小数点を持たない数 • 実数(float) 3.14など小数点を持つ数 • 複素数(complex) 1+2jなど虚数単位jを持つ数 • 文字列 • 文字列(str) 'test'など(''や""で囲む) • コレクション(データの集まり≒配列) • リスト(list) [1.0, 2.0]など(要素や大きさが可変) • タプル(tuple) ('May', '1')など(要素や大きさが不変) • 辞書(dict) {'key': 'value'}など(keyとvalueの対応)
- 10. 文法3―関数とメソッドの使用 • 関数の呼び出し • function(arg1, arg2, …)で関数を呼び出す • 例: n = len("one") # len(str)はstrの長さを返す関数 • パッケージ関数 • 関数の多くは「パッケージ」内で定義されている • import packageでpackageを使用可能にして • package.function(arg1, arg2, …)で使用する • 例: pi = 4.0 * math.atan(1.0) # piに4 * tan-1(1)を代入 • メソッド • 特定の値(オブジェクト)を操作する関数 • obj.method(arg1, arg2, …)で使用する • 例: "capital".upper() # "capital"を全て大文字にする
- 11. 文法4―ブロック • ブロックはインデントで指定 • ifやwhileのブロックはインデント(4スペース推奨) • ブロックが終了したらインデントを戻す • ブロックで何もしない場合はpassを使う • 例(回文数を数える) n = 0 # カウンタの初期化 for i in range(1, 10000): # 1から10000までループ ˽˽˽˽if str(i) == str(i)[::-1]: # 反転しても同じなら ˽˽˽˽˽˽˽˽n += 1 # 回文数ならnを1増やす ˽˽˽˽else: # 違えば ˽˽˽˽˽˽˽˽pass # 何もしない print(n) # => 198
- 12. 制御構文 • 条件分岐とループ • if cond: condが真ならばブロックを実行 • while cond: condが真の間ブロックをループ • for var in iter: iterの各要素でブロックをループ • 関数 • def hoge(vars): 関数定義 • lambda vars: ラムダ式(無名関数)の定義
- 13. 文法5―複数行 • 途中改行 • 途中改行はバックスラッシュ(Windowsでは¥) • function_with_tooooooooooooooo_long name(¥ arguments) • マルチステートメント(複数行を一行に) • x = 1; y = 2のようにセミコロンで区切る • 一行if • if cond: stmtとコロンの後ろに続けて書く • 例: if 1 < 2: print('True') • 多重代入(複数の変数に一度に代入) • 「変数, 変数, … = 式, 式, …」とすると一度に代入
- 14. 演習2―変数と出力(REPL) 1. 変数oneに1を代入して下さい 2. 変数piに3.14を代入して下さい 3. 変数textに"text"を代入して下さい 4. 変数north,eastに35.7,139.7を代入して下さい ただし1行で記述して下さい 5. one,pi,text,north,eastの値を表示して下さい
- 16. 想定ユースケース • ログ解析 • 量子化学計算などで得られたデータの処理 • →人間用のログファイルからデータを抽出、加工 • 解析例 • 以下のファイルを開いて励起エネルギーを計算 • 出力はeV単位で行う • 抽出の時は関係ないデータを拾わないように注意 • 計算結果の例 • Molpro2012のログファイルより抜粋 !MCSCF STATE 1.1 Energy -77.591982080137 (省略) !MCSCF STATE 2.1 Energy -77.213738400957
- 17. 例―MCSCFのエネルギー import sys # 標準入力の読込準備 for l in sys.stdin(): # 標準入力を1行づつlに代入 if not ('MCSCF' in l ¥ # lの中にMCSCFと and 'Energy' in l): # Energyがなければ continue # 次の行へ token = l.rstrip().split() # lを改行除去し空白で分割 state = token[2] # 準位は第2トークン energy = token[4] # エネルギーは第4トークン print(state, energy) # 準位とエネルギーを出力
- 18. 解析の流れ 1. ファイルを一行づつ読み込み 2. 必要な行を抽出 3. 必要な列を抽出 4. 抽出した データを 変換 5. 出力
- 19. 1. ファイルから1行づつ読み込む • for l in sys.stdin: • lに標準入力の内容を1行づつ代入してループ • リダイレクト(「<」)を使うとファイルを開ける • 読み込んだ行には改行が付いている • l.rstrip() • lのコピーを作ってから改行をはがして返す • l自体の改行を削るには「l = l.rstrip()」 • 例(cat: ファイルをそのまま表示) for l in fileinput.input(): # ファイルを1行づつ print(l.rstrip()) # 改行削除し1行表示
- 20. 2. 必要な行を抽出 • if 'keyword' in l: • keywordがlの中にあればブロックを実行する • pythonのブロックはインデント(endifは不要) • and, or, not • "keyword" in lは単に条件を指示している • →and, or, notで「かつ、または、でない」を表せる • continue • その外側の(for)ループから抜ける • 例(キーワード検索) for l in sys.stdin: if 'Energy' in l: print(l.rstrip())
- 21. 3. 必要な列を抽出 • l.rstrip().split() • l.rstrip()はlの末尾の改行除去、.split()が分割 • 分割された文字列のリスト(配列)ができる • リストの先頭は「0番」なので注意！ • また、リストの参照は「list[i]」で行う • 例(1列目だけ表示) for l in sys.stdin: token = l.rstrip().split() print(token[0])
- 22. 4. 抽出したデータを変換 • ここが解析プログラムの本体です • 変換の方法は目的によっていろいろあります • データを見やすくする • データの簡単な計算を行う • … • しかし、「定石」が存在しません • そのため、様々な機能を知る必要があります • 今後の演習で「道具」を紹介していきます • 目次 • 第1回: 初めに • 第2回: 数値計算と文字列、正規表現 • 第3回: コレクション(リスト、タプル、辞書) • 第4回: 制御構文とパッケージ
- 23. 5. 出力 • 画面への出力 • print(出力したいもの) • 配列などの表示も可能です • 例(cat: ファイルをそのまま表示) for l in fileinput.input(): # ファイルを1行づつ print(l.rstrip()) # 改行削除し1行表示
- 24. 参考 • 公式サイト • トップページ • http://www.python.jp/ • チュートリアル • http://docs.python.jp/3/tutorial/index.html • ライブラリリファレンス • http://docs.python.jp/3/library/index.html • 書籍 • 入門Python3(Bill Lubanovic et al., O'reilly, 2015) • 実践Python3(Mark Summerfield et al., O'reilly, 2015) • Molpro • http://www.molpro.net