プログラム言語 Python

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Python のインストール

日本語での解説など
本家（英語）
ダウンロード(Python 2.6.5, Windows)
- 学内でダウンロード
インストール
- ダウンロードしたファイル (python-2.6.5.msi) をダブルクリック。指示に従ってインストール
確認
- メニュー -> すべてのプログラム　-> Python 2.6 -> IDLE (Python GUI) で起動

Python はプログラミング言語

世の中には数多くのプログラミング言語があります。
- C言語 ... 単に C とも呼ぶ. コンピュータのオペレーティングシステムの記述に使われている. 殆どの UNIX 系システムではアプリケーションプログラムのコンパイルのためにヘッダファイル (/usr/include) とライブラリ (/usr/lib) を提供している.
- Pascal ... アルゴリズムの記述に優れていると言われる. 普通は Pascal の処理系は別売りで, システムとの低レベルでのインターフェースは苦手らしい.
- FORTRAN ... 科学計算に昔から使われてきた. ゆえに, プログラミングスタイルが古臭くなっているが, なかなか無くならない.
- Python ... 上の3つのコンパイラー言語と違ってインタプリタである. このため, 作成したプログラムを即実行できる. ただし, 実行速度は遅いので, 何度も繰り返し実行するなら不適当である. (Python はパイソンと読む)

Python を起動して計算

>>> というのが出ていますが、これが プロンプト です（入力を "促す"）
```
>>> 1 + 1
2
>>> 3 - 1
2
```

Python を起動して計算（続）

掛け算には * (アスタリスク) 割り算には / (スラッシュ) を使うことに注意してください。
```
>>> 2 * 1
2
>>> 4 / 2
2
>>>
```

ちょっとした癖

自分の好きな数を使って計算の練習をしてみよう。
```
>>> 5 / 2
2
```
あれ？なんかおかしいですね。これは、整数の範囲で計算しているからです。小数を使うことを明示すると、小数（浮動小数ともいう）で結果を出してくれます。

ちょっとした癖の修正

>>> 5. / 2
2.5

注：浮動とは、小数点の位置が変わることを言う。
2.8e7 = 2.8 x 10⁷
5e-3 = 5.0 x 10^-3

変数を使う

消費税込みの金額を計算することを考えてみましょう。これは、品物の金額に 1.05 を掛ければよいので、
```
>>> 300 * 1.05
315.0
```

変数を使う（続）

この 1.05 をどこかに保存しておくと何度も使えます。保存する場所に名前を付けたものが変数です。
```
>>> a = 1.05
>>> 500 * a
525.0
>>> 600 * a
630.0
```

数学的関数

sin, cos, sqrt などの数学的関数を使うには，関数を import （輸入）する必要があります。とりあえずは、まじないのようなものと思ってください。
```
>>> from math import *
```

数学的関数（続き）

数学的関数には以下のようなものがあります。
- sin(x) ... sin x (x はラジアン単位)
- cos(x) ... cos x
- tan(x) ... tan x
- atan(x) ... arctan x (tan^-1 x)
- pi ... π (円周率)
- e ... e (自然対数の底)
- log(x) ... log x (自然対数)
- log10(x) ... log10 x (常用対数)
- sqrt(x) ... √x (２乗根)

例

>>> from math import *
>>> pi
3.1415926535897931
>>> cos(pi/4)
0.70710678118654757
>>> sin(pi/4)
0.70710678118654746
>>> sqrt(2)
1.4142135623730951

例題

lim(x→0) sin(x)/x は 1.0 である。
しかし，sin(0.0)/0.0 を計算することはできない。
x に小さい値を入れて計算してみて，1.0 に近づいていく様子を見てみよう。
どのくらいの値で答えが 1.0 になっただろうか？

例題（解）

>>> from math import *
>>> x = 1.0
>>> sin(x)/x
0.8414709848078965
>>> x = 0.1
>>> sin(x)/x
0.99833416646828155
>>> x = 0.01
>>> sin(x)/x
0.99998333341666645

プログラムを作る

何度も計算をさせるには、プログラムを作成しておきます。
プログラムとは、計算機に仕事をさせる手順を書いたものです。
プログラムをファイルに書いておくことで、
- 間違いに気づいたとき、修正して最初からやり直すこと
- 同じ仕事を何度でも実行させること
- 仕事の内容と自分の頭の中を整理すること
などができます。

フォルダの利用

プログラムファイルなどを入れておく場所を確保
「ドキュメント」の中に「新しいフォルダ」を作成
名前を python にしておく

プログラムファイルの作成

python フォルダの中で、右クリック -> 新規作成 -> テキストドキュメント
名前を quad.py に変更
- 拡張子が表示される設定になっていることを確認しておくこと
quad.py を右クリック -> 「Edit with IDLE」を選ぶ
quad.py のウィンドウでプログラムを作成する

二次方程式の解を求めるプログラム

ax² + bx + c = 0 を解く

# -*- coding: utf-8 -*-
# 二次方程式
from math import sqrt
 
print u'二次方程式の係数を入れてください'
a = input('a? ')
b = input('b? ')
c = input('c? ')
d = b * b - 4 * a * c
if a == 0:
    if b == 0:
        print u'解がありません'
    else:
        print u'a = 0 なので一次方程式です'
        print u'解は', -float(c)/b, u'です'
elif d < 0:
    print u'実数解はありません'
elif d == 0:
    print u'解は', -float(b)/(2*a), u'です'
else:
    e = sqrt(d)
    x1 = (-b + e)/(2*a)
    x2 = (-b - e)/(2*a)
    print u'解は', x1, u'と', x2, u'です'

注意

プログラムのリストはこちらにもあります
日本語文字(全角)と英語の文字(半角)の違いに注意してください
if, elif, else の次の行は (英語の)空白4個で字下げ(インデント)しています
条件にあったとき、インデントされている部分が実行されます

注意（続き）

== (等号２つ) は、その両辺が等しいかどうかを判定します
= (等号１つ) は、右辺の計算結果を左辺の変数に代入します
日本語の入った文字列は u'日本語' のように u を付けます

プログラムを実行する

quad.py のウィンドウで Run -> Run Module を選ぶと、Python Shell の方に、
```
>>> 
二次方程式の係数を入れてください
a? 
```
のように出てくるので、順に a, b, c の値を入れると、結果が出てくる

プログラムを実行する（続）

>>> 
二次方程式の係数を入れてください
a? 1
b? -3
c? 2
解は 2.0 と 1.0 です
>>>

他の係数についても試してみてください。

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