Day 3: 制御フロー
今日学ぶこと
- 条件分岐（if, elif, else）
- 比較演算子と論理演算子
- match文（Python 3.10+）
- ループ（while, for）
- break, continue, else
条件分岐
プログラムは、条件に応じて異なる処理を実行できます。これを「条件分岐」と呼びます。
flowchart TB
A["条件をチェック"] --> B{条件は真?}
B -->|Yes| C["処理Aを実行"]
B -->|No| D["処理Bを実行"]
C --> E["次の処理へ"]
D --> E
style A fill:#3b82f6,color:#fff
style B fill:#f59e0b,color:#fff
style C fill:#22c55e,color:#fff
style D fill:#ef4444,color:#fff
if文の基本
age = 20
if age >= 18:
print("あなたは成人です")
重要: Pythonではインデント（字下げ）が構文の一部です。if の後のブロックは必ずインデントしてください。
if-else文
age = 15
if age >= 18:
print("あなたは成人です")
else:
print("あなたは未成年です")
if-elif-else文
複数の条件をチェックする場合：
score = 75
if score >= 90:
print("評価: A")
elif score >= 80:
print("評価: B")
elif score >= 70:
print("評価: C")
elif score >= 60:
print("評価: D")
else:
print("評価: F")
flowchart TB
A["score = 75"] --> B{score >= 90?}
B -->|No| C{score >= 80?}
C -->|No| D{score >= 70?}
D -->|Yes| E["評価: C"]
style A fill:#3b82f6,color:#fff
style E fill:#22c55e,color:#fff
ネストした条件分岐
条件分岐の中に条件分岐を入れることもできます：
age = 25
has_license = True
if age >= 18:
if has_license:
print("運転できます")
else:
print("免許を取得してください")
else:
print("18歳になるまで待ってください")
比較演算子
条件式で使用する演算子です：
| 演算子 | 意味 | 例 |
|---|---|---|
== |
等しい | x == 5 |
!= |
等しくない | x != 5 |
> |
より大きい | x > 5 |
< |
より小さい | x < 5 |
>= |
以上 | x >= 5 |
<= |
以下 | x <= 5 |
x = 10
print(x == 10) # True
print(x != 5) # True
print(x > 5) # True
print(x < 15) # True
文字列の比較
name = "Python"
print(name == "Python") # True
print(name == "python") # False（大文字小文字は区別される）
print(name.lower() == "python") # True
論理演算子
複数の条件を組み合わせます：
| 演算子 | 意味 | 例 |
|---|---|---|
and |
かつ（両方True） | x > 0 and x < 10 |
or |
または（どちらかTrue） | x < 0 or x > 10 |
not |
否定 | not x > 5 |
age = 25
income = 500000
# and: 両方の条件を満たす
if age >= 20 and income >= 300000:
print("ローン審査に進めます")
# or: どちらかの条件を満たす
day = "Saturday"
if day == "Saturday" or day == "Sunday":
print("週末です！")
# not: 条件を反転
is_raining = False
if not is_raining:
print("外出できます")
条件の連結
Pythonでは数学的な書き方も可能です：
x = 5
# 従来の書き方
if x >= 1 and x <= 10:
print("1から10の間です")
# Pythonらしい書き方
if 1 <= x <= 10:
print("1から10の間です")
in演算子
値がシーケンスに含まれるかチェックします：
fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
if "banana" in fruits:
print("バナナがあります")
if "grape" not in fruits:
print("ブドウはありません")
# 文字列でも使える
text = "Hello, Python!"
if "Python" in text:
print("Pythonが含まれています")
真偽値の判定
Pythonでは、様々な値が True または False として評価されます：
| Falseになる値 | Trueになる値 |
|---|---|
False |
True |
None |
その他すべて |
0, 0.0 |
0以外の数値 |
"" (空文字列) |
空でない文字列 |
[] (空リスト) |
空でないリスト |
{} (空辞書) |
空でない辞書 |
# 空のリストはFalseとして評価される
items = []
if items:
print("アイテムがあります")
else:
print("アイテムは空です")
# 0はFalseとして評価される
count = 0
if count:
print("カウントは0より大きい")
else:
print("カウントは0です")
match文（Python 3.10+）
Python 3.10から追加された構造的パターンマッチングです：
command = "start"
match command:
case "start":
print("プログラムを開始します")
case "stop":
print("プログラムを停止します")
case "restart":
print("プログラムを再起動します")
case _:
print("不明なコマンドです")
パターンマッチングの例
def describe_point(point):
match point:
case (0, 0):
return "原点"
case (0, y):
return f"Y軸上: y={y}"
case (x, 0):
return f"X軸上: x={x}"
case (x, y):
return f"点: ({x}, {y})"
print(describe_point((0, 0))) # 原点
print(describe_point((0, 5))) # Y軸上: y=5
print(describe_point((3, 4))) # 点: (3, 4)
whileループ
条件が True の間、繰り返し処理を実行します：
flowchart TB
A["開始"] --> B{条件は真?}
B -->|Yes| C["処理を実行"]
C --> D["変数を更新"]
D --> B
B -->|No| E["終了"]
style A fill:#3b82f6,color:#fff
style B fill:#f59e0b,color:#fff
style C fill:#22c55e,color:#fff
style E fill:#ef4444,color:#fff
count = 1
while count <= 5:
print(count)
count += 1
# 出力: 1 2 3 4 5
無限ループに注意
# 悪い例: 無限ループ（count を更新し忘れ）
# count = 1
# while count <= 5:
# print(count) # countが増えないので永遠にループ
# 良い例: 必ず終了条件に向かう
count = 1
while count <= 5:
print(count)
count += 1 # これを忘れない！
forループ
シーケンス（リスト、文字列など）の要素を順番に処理します：
# リストの要素を処理
fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
for fruit in fruits:
print(fruit)
# 文字列の各文字を処理
for char in "Python":
print(char)
range()関数
連続した数値を生成します：
# 0から4まで
for i in range(5):
print(i) # 0, 1, 2, 3, 4
# 1から5まで
for i in range(1, 6):
print(i) # 1, 2, 3, 4, 5
# 0から10まで2刻み
for i in range(0, 11, 2):
print(i) # 0, 2, 4, 6, 8, 10
# 逆順（10から1まで）
for i in range(10, 0, -1):
print(i) # 10, 9, 8, ..., 1
enumerate()関数
インデックスと値を同時に取得：
fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
for index, fruit in enumerate(fruits):
print(f"{index}: {fruit}")
# 出力:
# 0: apple
# 1: banana
# 2: cherry
break文
ループを途中で終了します：
for i in range(10):
if i == 5:
break
print(i)
# 出力: 0, 1, 2, 3, 4
実用例: 入力検証
while True:
password = input("パスワードを入力: ")
if password == "secret123":
print("ログイン成功！")
break
print("パスワードが違います。再試行してください。")
continue文
現在の反復をスキップして次へ進みます：
for i in range(10):
if i % 2 == 0: # 偶数をスキップ
continue
print(i)
# 出力: 1, 3, 5, 7, 9（奇数のみ）
ループのelse節
ループが break で中断されずに終了した場合に実行されます：
# breakが発生しない場合
for i in range(5):
print(i)
else:
print("ループが正常に終了しました")
# breakが発生する場合
for i in range(5):
if i == 3:
break
print(i)
else:
print("この行は実行されません")
実用例: 検索
numbers = [1, 3, 5, 7, 9]
target = 4
for num in numbers:
if num == target:
print(f"{target}が見つかりました")
break
else:
print(f"{target}は見つかりませんでした")
ネストしたループ
ループの中にループを入れることができます：
# 九九の表
for i in range(1, 10):
for j in range(1, 10):
print(f"{i * j:2}", end=" ")
print() # 改行
出力:
1 2 3 4 5 6 7 8 9
2 4 6 8 10 12 14 16 18
3 6 9 12 15 18 21 24 27
...
まとめ
| 構文 | 説明 | 例 |
|---|---|---|
if |
条件が真なら実行 | if x > 0: |
elif |
前の条件が偽で、この条件が真なら実行 | elif x < 0: |
else |
すべての条件が偽なら実行 | else: |
match |
パターンマッチング（3.10+） | match value: |
while |
条件が真の間ループ | while count < 10: |
for |
シーケンスを反復 | for item in items: |
break |
ループを終了 | break |
continue |
次の反復へスキップ | continue |
重要ポイント
- Pythonはインデントでコードブロックを定義する
if-elif-elseで複数条件を効率的にチェックwhileは条件ベース、forはシーケンスベースのループbreakでループを抜け、continueで次の反復へ- ループの
elseはbreakされなかった場合に実行
練習問題
問題1: 基本
ユーザーから数値を入力してもらい、正の数、負の数、ゼロのどれかを判定するプログラムを書いてください。
問題2: FizzBuzz
1から30までの数字を表示し、3で割り切れる場合は「Fizz」、5で割り切れる場合は「Buzz」、両方で割り切れる場合は「FizzBuzz」と表示するプログラムを書いてください。
チャレンジ問題
ユーザーから正の整数を入力してもらい、その数が素数かどうかを判定するプログラムを書いてください。
参考リンク
次回予告: Day 4では「データ構造」について学びます。リスト、タプル、辞書、セットを使いこなしましょう！