(教材)06【Pythonことはじめ】
ここでは，Pythonに必要かつ最低限の操作知識を列挙する．
1. Pythonの起動・終了など基本操作
2. Python対話モード → 簡単なコマンドを入力してPythonを体験
3. 簡単なプログラムファイルを作成し，それを実行する．
■1. Pythonの起動・終了
［１］対話モードの起動 ("python3")
本実習で使うPythonはver3で，実行コマンドは"python3"
シェルのコマンドプロンプトで，"python3"と打つと，次のようになる．
code:▼はENter
$ python3▼
Python 3.8.10 (default, May 26 2023, 14:05:08)
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>
最後の">>>"がPythonのプロンプト (ターミナルの"$"のようなもの) ．
これを「対話モード」といい，ここにPythonのコマンドを入力すると，すぐに実行される．
ただし，このモードはちょっとしたテストなどに使う程度で，実際には別途プログラムファイルを作成し，それをPythonに読み込ませて実行する．
★注意★ここで，"Command not found"等のエラーがでたら，python3 がインストールできていない．以下のコマンドで"python3" をインストールする("python"ではなく"python3")
Windows:
$ sudo apt install python3 -y
MacOS:
$ brew install python3
［２］対話モードの終了 ("quit()",Ctrl+D)
Pythonの終了には"quit()"と入力するか，またはCtrl+D (Contrlを押しながらD) を入力する．
code:▼はEnter
Python 3.8.10 (default, May 26 2023, 14:05:08)
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>> quit()▼ #◀◀ 終了コマンド (関数) $
この"quit()"は特別な呪文ではなく，Pythonが持っている数多くの「関数」の1つ．
"Ctrl+D"はご存知のとおり，Unix共通の「コマンド入力終了」の信号．
※quit()よりも簡単だが，初心者が使うのはお勧めしない．
"Ctrl+D"はシェルの終了信号でもあるので，間違って"Ctrl+D"を2回連続で押すと，Pythonだけでなくターミナルも終了してしまう．
※MacOSではシェルで"Ctrl+D"を押すと，「終了します」の表示が出てウィンドウは 閉じないが，シェルはもう動いていない．
■2. 対話モードでPython体験
せっかくなので，対話モードを使って簡単な操作をし，Pythonの動きを見てみよう．
［１］ Pythonを起動させ，次のコマンドを入力しなさい．
※以下の行を入力．▼はEnter．'>>>'はプロンプト記号．▼のない行はPythonからの出力
code:▼はEnter,■はプロンプト
>> print("Hello World!")▼ #◀◀ お決まりの一発目 Hello World! #◀◀ Pythonからの出力 >> help(print)▼
#▶▶ 画面が切り替わってprint文のヘルプが表示される ('q'で閉じる) >> a=input()▼ #◀◀ キーボードから値を入力してaに代入 hogehoge▼ #◀◀ キー入力を求められるので，何でもいいから入力 >> print(a)▼
hogehoge #◀◀ 入力した文字が出力される >> c=3▼
>> d=128▼
>> print(b+d**c)▼ #◀◀ 計算して出力 (**はべき乗演算) 2097408
>> print(d/c/b)▼ #◀◀ 割り算する 0.16666666666666666 #◀◀ 小数だとこんな感じ $
［２］計算機実習1第1回課題01-3にあるbcの課題をPythonで解いてみよう．
Pythonを使って次の x を計算しなさい．
※$ a\cdot 4（a － b）などの"$ \cdot"は積を表す
$ a = 13579246^7 b = 24681357^6
$ x = \frac{a\cdot 4( a − b ) − b\cdot 3( b − a )}{a\cdot b}
※第1回課題で間違えてた人が多い．リベンジするべし！
■3. Pythonの基本ルールと特徴
ここで，最低限守るべき言語のルールや特徴についてごく簡単に説明する．
Pythonは高級言語の中では記述がシンプルな言語だと言える．
ルールとして注意するべきことは，あまり多くない．
※ただしこれらのルールを守らないとプログラムとしてうまく動かない．
これ以降，何度でも確かめながら，プログラミングを進めること．
■4. プログラム実行でPython体験
［１］プログラム実行 (ファイル指定起動)
(1) 以下のプログラムをUnixのエディタを使って作成し，"lesson4-01.py" という名で保存しなさい．
※一見複雑に見えるが，たった10行なので，まずは手で入力してみる．
インデント，大文字小文字，記号に注意して，丁寧に入力すること．
※今はひとつずつの意味はわからなくても構わない．
※"#◀◀"から右は解説なので，書かないこと．
※2行目以降，左側の空白 (インデント) はTABキーで字下げする．
★インデントはTABの代わりに半角空白でもよいが，全角空白と混在するリスクを考えると，TABで統一するのがよいだろう．
code:lesson6-01.py
while True: #◀◀ 1行目は字下げせず左端 name=input("名前？:") #◀◀ TABキーでインデント number=eval(input("回数？:"))
for i in range(number): #◀◀ インデント2段目 print("Hello, %s." % name) #◀◀ インデント4段目 elif i%3==1: #◀◀ インデントを戻し3段目 print("\tHey, %s!" % name) #◀◀ インデント4段目 print("\t\tHello, World!!!") #◀◀ インデント4段目 (2) このファイルを引数とし，"python3"コマンドを実行すると，上記プログラムが実行される．
$ python3 lesson6-01.py▼
または
$ python3 ./lesson6-01.py▼
実際にやってみよう． ▼▼ は例．実際にはいろいろ入力してみること．
code:lesson6-01.py実行
$ python3 lesson6-01.py▼
名前？:藤井大輔▼ #◀◀ 名前を入れる (適当) 回数？:7▼ #◀◀ 表示行数を半角数字で入れる (適当) Hey, 藤井大輔!
Hello, World!!!
Hello, 藤井大輔.
Hey, 藤井大輔!
Hello, World!!!
Hello, 藤井大輔. #◀◀ 指定の7行でストップ 回数？:5▼
Hello, 小堀聡.
Hey, 小堀聡!
Hello, World!!!
Hello, 小堀聡.
Hey, 小堀聡!
名前？:^CTraceback (most recent call last): #◀◀ やめる時はCtrl+c File "lesson6-01.py", line 2, in #◀◀ エラーが出るが…… name=input("名前？:") #◀◀ これは想定内 KeyboardInterrupt #◀◀ キー入力が中断されたとのこと．それでいい $
※このプログラムは何度でも繰り返す (永久ループ/無限ループ) ．
→ やめる時は Ctrl+C を押す．
【解説】
実は，このプログラムは本実習で使う機能を全部含んでいる．つまり，このプログラムが動けば，今回も次回も大丈夫！というわけだ．
しかし，もしエラーばかりでうまく動かない場合は，上記プログラムソースをコピーして，エディタに貼り付けて実行してみる．
どうしてもうまくいかなければ，いまの段階でデバッグ作業は難しいので，とりあえず次に進んでよい．
※その際に，エラーメッセージを記録しておくこと．
「デバッグの第一歩はメッセージのロギングから」だ．
ほとんどのPythonプログラムは上のように，エディタ等でプログラムファイルを作成し，そのファイルを指定して実行する．本実習もプログラムの作成と実行は，この方法で行う．
※学習の都合上，一部，対話モードでの操作もある．
※エディタはnanoでもviでもよいが，Unixのエディタを使うこと．
［２］プログラムファイルそのものを実行 (オプション)
ターミナルからいちいち"python3"とやるのではなく，書いたプログラム本体を実行すると，プログラムっぽい使い方(実行方法)ができる．
これはUnix特有の方法である．
※以下の実行方法は本実習ではMUSTではない．が，この方法のほうがスマートなので，やれる人はやっても構わない．
※MacOSではpython3の実行ファイルの場所がUbuntuと違うので注意
1. python3の実行パスを確認する．
$ which python3
を実行すると以下のように表示される．
※必ず自PCで確認すること
/usr/bin/python3 (Win)
/usr/local/bin/python3 (MacOS)
2. 上記で作成したプログラム (lesson6-01.py) の1行目に以下を追加する．
#!/usr/bin/env python3 ← Win/Mac共通(のはず)
※これをシェバンまたはシバンと呼ぶ
※上記でうまく実行できない場合，実行ファイルのパスを直接記述する．
#!/usr/bin/python3 (Win)
#!/usr/local/bin/python3(MacOS)
3. ファイルの属性を「実行可能」にする．
$ chmod +x lesson6-01.py▼
4. こうすると，"python3"の引数としていちいち指定せずとも，
$ ./lesson6-01.py▼
と，あたかも普通のコマンドのように実行できる．
以上，これまでで，最低限のPythonの動かし方はわかったと思う．
次回以降，lesson6-01.py の中身に関わる内容を少しずつ紹介する．
■5. 参考サイト
いろいろなWebPageでの解説記事を参照して，効率よく学習していこう．
参考になるだろうサイトを紹介しておく．
＜ Python入門＞ ◀◀ Python学習講座 (PythonエンジニアによるPython3学習サイト) 自分に合うサイトを見つけると，学習は楽しくなり，学習効果がぐっとアップする．「ここはいいよ」というサイトがあればぜひ，質問チャネルに書き込んで紹介してほしい．
以上．
2023/6/26