「基本情報 の Python ってどんな感じ？」を解説｜午後問題の歩き方

矢沢 久雄
2020-10-14 更新

令和 2 年度の基本情報技術者試験から、午後試験で選択できるプログラミング言語として、新たに Python が採用されます。

「少し勉強したことがあるので Python で受けてみよう！」と思っている人が多いようですが、「自分の持っている知識で大丈夫だろうか？」と心配している人も多いようです。

そこで、この記事では、基本情報技術者試験のシラバス Ver.7.0 に示された「 Python の知識と技術」の中から、「組込み関数」と「イテラブル（シーケンスとコレクション）」にテーマを絞って、それぞれのポイントを解説します。

皆さんの知識の確認をしてください。

組込み関数のポイント

覚えておくべき組込み関数の種類

「組込み関数」とは、import 文でインポートしなくても、すぐに使える関数のことです。シラバスに示された組込み関数を以下に示します。

「これは何だろう？」というものがないかどうか確認してください。これらは、シラバスに示されているのですから、試験問題のプログラムの中で堂々と使われるはずです。

機能をしっかりと覚えておきましょう。

シラバスに示された組込み関数は、以下のように

「データ型を変換する関数」
「イテラブルを操作する関数」
「入出力を行う関数」

にグループ分けできます（イテラブルに関しては、記事の後半で説明します）。

これ以降では、グループごとに組込み関数の機能を説明します。

データ型を変換する関数（int、float、str、list）

int 関数、float 関数、str 関数、list 関数は、引数で与えられたオブジェクトを、整数、浮動小数点数、文字列、リストに変換して返します。以下に使用例を示します。

>>> i = int("123")  # "123"という文字列を整数に変換する
>>> type(i)  # 変換後のデータ型を確認する
<class 'int'>  # int型（整数型）である

>>> f = float("4.56")  # "4.56" という文字列を浮動小数点数に変換する
>>> type(f)  # 変換後のデータ型を確認する
<class 'float'>  # float 型（浮動小数点数型）である

>>> s = str(789)  # 789 という整数を文字列に変換する
>>> type(s)  # 変換後のデータ型を確認する
<class 'str'>  # str 型（文字列型）である

>>> l = list("abc")  # "abc"という文字列をリストに変換する
>>> type(l)  # 変換後のデータ型を確認する
<class 'list'>  # list 型（リスト型）である
>>> l  # 変換後のオブジェクトの内容を表示する
['a', 'b', 'c']  # 文字を要素としたリストである

イテラブルを操作する関数（len、range、enumerate、zip）

len 関数は、 len(イテラブル) という構文で使い、イテラブルの要素数を返します。以下に使用例を示します。

>>> len("hello")  # "hello"という文字列の要素数を得る
5  # 5 文字である
>>> len([1, 2, 3])  # [1, 2, 3] というリストの要素数を得る
3  # 3 個である

range 関数は、 range(開始, 終了, ステップ) という構文で使い、開始 ～ 終了 – 1 までの連続した数値を持つ range オブジェクトを返します。

数値の間隔をステップで指定することもできます。以下に使用例を示します。
（ range オブジェクトは、そのままでは要素を表示できなので、リストに変換して表示しています）

>>> list(range(5))  # 終了だけを指定する
[0, 1, 2, 3, 4]  # 0 ～ 終了 - 1 の数値が返される

>>> list(range(2, 5))  # 開始と終了を指定する
[2, 3, 4]  # 開始 ～ 終了 - 1 の数値が返される

>>> list(range(0, 10, 2))  # 開始、終了、ステップを指定する
[0, 2, 4, 6, 8]	  # 開始　～ 終了 - 1 の数値がステップおきに返される

enumerate 関数は、 enumerate(イテラブル, カウンタの初期値) という構文で使い、カウンタの値とイテラブルの要素から構成された enumerate オブジェクトを返します。

カウンタの初期値を省略すると、0 が指定されたとみなされます。以下に使用例を示します。
（ enumerate オブジェクトは、そのままでは要素を表示できないので、リストに変換して表示しています）

>>> list(enumerate("abc"))  # カウンタの初期値を省略した場合
[(0, 'a'), (1, 'b'), (2, 'c')]  # カウンタの値が 0 から始まる

>>> list(enumerate("abc", 1))  # カウンタの初期値に 1 を設定した場合
[(1, 'a'), (2, 'b'), (3, 'c')]  # カウンタの値が 1 から始まる

zip 関数は、 zip(イテラブル1, イテラブル2, ・・・) という構文で使い、複数のイテラブルの要素をまとめた zip オブジェクトを返します。以下に使用例を示します。
（ zip オブジェクトは、そのままでは要素を表示できないので、リストに変換して表示しています）

>>> list(zip([1, 2, 3], [4, 5, 6]))  # 2 つのリストの要素をまとめる
[(1, 4), (2, 5), (3, 6)]  # 対応する要素がまとめられている

入出力を行う関数（ input、print、open ）

input 関数は、キー入力された文字列を返します。

print 関数は、引数の値を画面に表示します。

open 関数は、 open(ファイル名, モード, エンコーディング) という構文で使い、ファイルを読み書きするためのファイルオブジェクトを返します。　モードとエンコーディングを省略すると、テキストファイルの読み出しを、実行環境のエンコーディングで行うファイルオブジェクトになります。

以下は、テキストファイルの内容を画面に表示するプログラム（ readtext.py ）と実行結果の例です。

ここでは、あらかじめ “apple”、”orange”、”banana” という文字列を格納した fruits.txt というテキストファイルを用意してあります。

filename = input("ファイル名-->")  # ファイル名をキー入力する
fobj = open(filename)  # ファイルオブジェクトを生成する
for data in fobj:  # ファイルから 1 行ずつ読み出す
    print(data, end="")  # 1 行ずつ画面に表示する
fobj.close()  # ファイルを閉じる

(base) C:\PythonSamples>python readtext.py  # 実行モードで実行する
ファイル名-->fruits.txt  # ファイル名を入力する
apple  # ファイルの内容が表示される
orange
banana

イテラブルのポイント

覚えておくべきイテラブルの種類

「イテラブル」とは、複数の要素を持つオブジェクトのことです。シラバスに示されたイテラブルを以下に示します。

「これは何だろう？」というものがないかどうか確認してください。これらは、シラバスに示されているのですから、組込み関数と同様に、試験問題のプログラムの中で堂々と使われるはずです。

機能をしっかりと覚えておきましょう。

シラバスに示されたイテラブル

• リスト
• タプル
• 文字列
• 辞書
• 集合

シラバスに示されたイテラブルは、以下のように「シーケンス」と「コレクション」、および「ミュータブル」と「イミュータブル」に分類できます。

シーケンスには、順序があり添字で要素を指定できますが、コレクションには、順序がありません。

ミュータブルは、要素の値を変更できますが、イミュータブルは、値を変更できません。

これらの分類を見て、それぞれのオブジェクトの大きな特徴をつかんでください。これ以降では、シーケンスとコレクションに分けてイテラブルの機能を説明します。

シーケンス（リスト、タプル、文字列）

カンマで区切られたオブジェクトを [ ] で囲むとリストとみなされ、 ( ) で囲むとタプルとみなされます。

" " または ' ' で囲まれた文字の並びは、文字列であるとみなされます。

これらのシーケンスには、以下に示した共通の操作ができます。「スライス」とは、シーケンスを部分的に切り出したものです。

※seq は シーケンス ( sequence ) を意味します

以下は、リストに対して様々な操作を行った例です。同様の操作が、タプルと文字列でも行えます。

>>> seq = [1, 2, 3, 4, 5]  # リスト seq を作成する
>>> 3 in seq  # seq の中に 3 があれば True を返す
True  # 3 があるので True

>>> seq = [1, 2, 3, 4, 5]  # リスト seq を作成する
>>> 6 not in seq  # seq の中に 6 がなければ True を返す
True  # 6 がないので True

>>> seq1 = [1, 2, 3]  # リスト seq1 を作成する
>>> seq2 = [4, 5]  # リスト seq2 を作成する
>>> seq1 + seq2  # seq1 と seq2 を結合する
[1, 2, 3, 4, 5]  # 要素が結合されている

>>> seq = [1, 2]  # リスト seq を作成する
>>> seq * 3  # seq を 3 回繰り返し結合する
[1, 2, 1, 2, 1, 2]  # 要素が 3 回繰り返し結合されている

>>> seq = [1, 2, 3, 4, 5]  # リスト seq を作成する
>>> seq[3]  # seq の 0 から数えて 3 番目の要素を返す
4  # 3 番目の 4 が得られる

>>> seq = [1, 2, 3, 4, 5]  # リスト seq を作成する
>>> seq[0:3]  # seq の 0 から 3 - 1 までのスライスを返す
[1, 2, 3]  # seq[0] から seq[2] までのスライスが得られる

>>> seq = [1, 2, 3, 4, 5]  # リスト seq を作成する
>>> seq[0:5:2]  # seq の 0 から 5 - 1 までの 2 ごとのスライスを返す
[1, 3, 5]  # seq[0] から seq[4] までの 2 ごとのスライスが得られる

>>> seq = [1, 2, 3, 4, 5]  # リスト seq を作成する
>>> seq.index(3)  # seq の中で 3 が最初に出現する添字を返す
2  # 添字 2 で 3 が最初に出現する

>>> seq = [3, 3, 3, 3, 3]  # リスト seq を作成する
>>> seq.count(3)  # seq の中にある 3 の個数を返す
5  # 3 は 5 個ある

コレクション（辞書、集合）

複数の「　 キー:バリュー 」を要素として、それらをカンマで区切って並べて { と } で囲むと、辞書であるとみなされます。辞書は、添字ではなく、キーで要素を指定します。

以下は、辞書の要素をキーで読み出す例です。果物の名前をキー、価格をバリューにしています。

>>> fruits = {"apple":100, "orange":80, "banana":200}  # 辞書fruitsを作る
>>> fruits ["apple"]  # キーを指定して要素を読み出す
100  # バリューが得られる

カンマで区切られたオブジェクトを { } で囲むと集合であるとみなされます。要素が「 キー:バリュー 」という形式ではないので、辞書と区別できます。

集合には、同じ値の要素を複数入れることができません。もしも、同じ値の要素を入れようとすると、無視されます。

集合は、他の集合と、積（ &演算子 ）、和（ +演算子 ）、差（ -演算子 ）、対称差（ ^演算子 ）の集合演算ができます。以下は、集合演算の例です。

>>> fruits = {"apple", "orange", "banana"}  # 果物の集合 fruits を作る
>>> reds = {"apple", "rose"}  # 赤い物の集合 reds を作る

>>> fruits & reds  # fruits と reds の積を求める
{'apple'}  # 両方に含まれる要素が得られる

>>> fruits | reds  # fruits と reds の和を求める
{'apple', 'orange', 'rose', 'banana'}  # いずれかに含まれる要素が得られる

>>> fruits - reds  # fruits と reds の差を求める
{'orange', 'banana'}  # fruits から reds の要素が取り除かれる

>>> fruits ^ reds  # fruits と reds の対称差を求める
{'orange', 'rose', 'banana'}  # どちらか一方だけに含まれる要素が得られる

いかがでしたか。この記事の内容が「余裕でわかるぜ！」なら心配ありませんが、「わからないことだらけだ！」なら、Python の言語構文の猛勉強が必要です。

過去の試験を振り返ってみると、新しい言語が採用されたときの第 1 回目の問題は、とてもやさしい内容になっていました。

Pythonの第 1 回目の問題も、きっと同様のはずです。ねらい目です。

ただし、きちんと言語構文を理解していないと問題を解けませんよ！

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矢沢 久雄

『プログラムはなぜ動くのか』（日経BP）が大ベストセラー
IT技術を楽しく・分かりやすく教える“自称ソフトウェア芸人”

大手電気メーカーでＰＣの製造、ソフトハウスでプログラマを経験。独立後、現在はアプリケーションの開発と販売に従事。その傍ら、書籍・雑誌の執筆、またセミナー講師として活躍。軽快な口調で、知識０ベースのＩＴエンジニアや一般書店フェアなどの一般的なＰＣユーザの講習ではダントツの評価。
お客様の満足を何よりも大切にし、わかりやすい、のせるのが上手い自称ソフトウェア芸人。

主な著作物

• 「プログラムはなぜ動くのか」（日経BP）
• 「コンピュータはなぜ動くのか」（日経BP）
• 「出るとこだけ! 基本情報技術者」 (翔泳社)
• 「ベテランが丁寧に教えてくれる ハードウェアの知識と実務」（翔泳社）
• 「ｉｆとｅｌｓｅの思考術」（ソフトバンククリエイティブ）　など多数