【初心者】Pythonで何ができる？基礎知識やサンプルコードを紹介

Python初心者が作れるもの

Pythonは世界的に人気のプログラミング言語であり、初心者や上級者にかかわらず、多くのエンジニアが好んで活用しています。機械学習や統計解析、Webアプリ開発など様々な分野に活用できますが、Python習得中のプログラミング初心者にはどういったものが作れるのでしょうか。

プログラミング初心者におすすめなのは、Webサイト上にある情報を集めるクローリングプログラムや、さらにその中から特定の条件を指定して絞り込みを行うスクレイピングプログラムなどです。これらは難易度が低めであるため、チャレンジしやすい案件です。

これらができるようになったら、Excelの自動化プログラムや画像認識プログラムなど、どんどんできることを増やしていきましょう。

Pythonを扱えるようになれば、Pythonエンジニアとしての活躍が期待できます。そのためにも、まずはPythonの基礎知識をしっかりと学ぶ必要があります。

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Pythonとは

Pythonはインタープリタ型のオブジェクト指向プログラミング言語です。言語の仕様がシンプルのため、記述しやすく、かつ判読しやすいのでメンテナンス性に優れています。特に、AI（人工知能）分野での開発言語はPythonが最も用いられています。

Pythonでは、それぞれの専門分野に多数のライブラリが公開されています。そのためライブラリを活用することで初心者でも作れるものが多数あり、人気である理由の1つです。

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Pythonでできること

Pythonは構文が簡単であり、豊富なライブラリも公開されているため、特にAI分野での機械学習・深層学習では標準的に用いられています。Pythonはできることが非常に多く、AI分野の他にも、データサイエンス・データ収集・汎用用途・学習・ゲームで広く利用されています。

また、Pythonはデバッグが簡単なため、プログラム学習環境としても活用されています。大学のプログラミング授業でもPythonの講座が多く提供されています。同様に、初心者向けに豊富な参考サイトや参考書籍並びに多くのサンプルコードがあるため、学習効率も高いです。

必要なのはテキストエディタとPCのみ

Pythonを利用するには、Pythonと編集用テキストエディタおよび開発用PCがあればすぐ始められます。

Windows・Linux/UNIX・macOS等のOSに対応しており、対象となる多種多様なシステムにPythonのインストールモジュールをダウンロードし、インストールが可能です。

【参考】：python download

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環境構築が簡単

Python初心者の環境構築は簡単にセットアップできるため利用者が増えています。

Python初心者の環境構築は、Python公式サービスの「The Python Package Index（PyPI）」を使うか、「Anaconda」というパッケージ管理するシステムを利用します。macOSでは、Homebrewおよびpyenvを用いてインストール管理するのがおすすめです。

その後、必要なライブラリを準備していくことで用途別に最適な環境が構築できます。Anacondaでは、主要な数学・科学技術計算用ライブラリやデータの可視化用ライブラリ、並びに機械学習・深層学習用ライブラリが各種用意されています。データサイエンス用途におすすめです。

環境構築が完了したらPythonを起動してみましょう。Pythonが起動できたら、print(“Hello World!”) 等を入力してください。このように、初心者でも作れるものとして多種多様な入門レベルのアプリケーションに対応しています。

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Pythonを活用する職種

Pythonを活用するエンジニアを通称「Pythonエンジニア」と呼びますが、実際には担当する業務によって職種が分けられています。

具体的には、プログラマーやWebアプリケーションエンジニア、AIエンジニア、データサイエンティストなどが挙げられます。なかでも、アプリ開発や機械学習の分野においては需要が高めです。自身のキャリアでPythonをどう扱っていきたいかによって、選択する職種が見えてくるでしょう。

Pythonエンジニアの年収

ここでは、Pythonエンジニアの1種でもあるプログラマーの年収を紹介します。

「マイナビITエージェント職種図鑑」でのプログラマーの平均年収は344万円（※2024年1月執筆時点）、経済産業省2017年発表の「IT関連産業の給与等に関する実態調査結果」からエンジニア/プログラマを参考にすると、平均年収592万円と分かりました。

国税庁2020年発表の「民間給与実態統計調査」における民間企業平均年収は433万円なので、プログラマーの年収は、調査媒体によってバラつきがあることが分かります。

Pythonエンジニアを含むプログラマーは、スキルや実績によって年収が大きく変動します。高収入プログラマーを目指すには、スキル証明となる資格取得や、ステップアップのための転職が有効です。

【参考】：マイナビITエージェント職種図鑑 ※【平均年収調査対象者】2020年1月～2020年12月末までの間にマイナビエージェントサービスにご登録頂いた方【参考】：IT関連産業における給与水準の実態① ~ 職種別（P7）【参考】：民間給与実態統計調査-国税庁

Python初心者が最初に学ぶこと

Python初心者は最初にPythonのインストールと環境構築を学ぶ必要があります。加えてPythonの言語仕様として基礎構文を学びます。基礎構文はプログラム言語の使い方ですので、理解しておきましょう。

入門サイトは数多くありますが、公式サイトに加えて日本Pythonユーザ会では「ゼロからのPython入門講座」として基本的な使い方から構文の説明までカバーしています。

【参考】：日本Pythonユーザ会ゼロからのPython入門講座

リテラル、変数

Python初心者の最初の基本ステップとして、「リテラル」と「変数」を学びます。

リテラル

リテラルとは、プログラム言語の直接記述される数値や文字列（直値）に相当するものを表す表記法です。簡単にいうと、各型の表記法です。int（整数）・float（小数）・complex（複素数）の数値型、あるいはstr（文字列型）等のリテラルがあります。

ここでいう数値型とは、演算可能な数値を表します。文字列とは「 ’（シングルクォーテーション）」や「”（ダブルクォーテーション）」で括った文字を表します。その他、int（整数）のサブクラスとしてbool（理論値）が用意されています。理論値とは論理演算する際に用いる型を表します。

変数

変数は簡単にいうとリテラル表記する値に名前を付けることです。Pythonでは変数を特定のオブジェクトに対するラベルとして取り扱います。最初の1文字目が「_ （アンダースコア）」、あるいは英字で表し2文字目以降は数字も利用できます。

リスト型、タプル型、集合型、辞書型

その他に、Python固有のリテラルとして、list（リスト）・tuple（タプル）・set（集合）の複数の要素を格納する型や、dict（辞書）の型が定義されています。これらは基本リテラルをマスターしてから学習します。

リスト型

リストは複数のデータを保持できるオブジェクトで、複数の要素を配列のように扱うことができます。リストは要素を「[ ]（角カッコ）」で括り、中の要素を「,（カンマ）」で区切ります。

【使用例：リスト型のサンプルコード】

drink=[‘coffee’, ‘juice’, ‘beer’]
　print(drink)

タプル型

タプルはリストと同様に複数の要素から構成されています。リストは生成した要素を変更できますが、タプルは生成してしまうと変更ができません。タプルは要素を「( )（丸カッコ）」で括り、中の要素を「,（カンマ）」で区切ります。

集合型

集合は数学の集合と同じで集合演算に用います。集合は要素を「{ }（波カッコ）」で括り、中の要素を「,（カンマ）」で区切ります。

辞書型

辞書型はリストと同じように複数の要素からなります。辞書型はキーと値の組み合わせで構成されています。要素を「{ }（波カッコ）」で括り、中に要素をキー:値の組み合わせとして入力し、「,（カンマ）」で区切ります。

【使用例：辞書型のサンプルコード】

mydata = {“banana”:1, “apple”:2, “orange”:3}
　print(mydata)

Python初心者が次に学ぶ基礎構文

Python学習の次のステップとして、基礎構文で用いられる「演算子」と「インデント」の扱いについて学んでいきます。

演算子

数値型では "+ - * /" の四則演算、 "%" の割り算の余り、"//" の割り算の商、"**" の累乗が使用可能です。文字列型では [str]+[str] の文字列結合、[str] [int] の文字列繰り返しが実装されています。

さらにキャスト機能が用意されていますので、int(文字列)やfloat(文字列)で文字列から数値に変換できますしstr(変数)で数値から文字列に変換できます。

インデント

インデントとは行の先頭の空白文字で字下げを行うことです。インデントは構文解釈に用いられており、同じ空白数の処理のかたまりを同一ブロックとして解釈します。これによって、for文やif文等の複合文の解釈を統一的に行うことができます。

Pythonでは1つの文が1つの処理に対応する文法形式を単純文と言います。また、複数の文で構成され、条件に応じて実行制御を伴う文法形式を複合文と言います。複合文の代表的なものは、if文・ while文・for文です。複合文ではrange関数を使い、効率的に演算を行うことができます。

さらに理解が進んだら、コード記述の効率を上げるために用いる「関数」「クラス」「ライブラリ」を使います。

関数

関数とは一連の処理をまとめたものです。関数を定義する場合はdef を用います。

【使用例：税率計算のサンプルコード】

def my\_func(price,tax):
　　print("税率は",tax,"%です")　　　　　　　　 # 税率を表示します。
　　print("税抜は"+str(price)+"円です") 　　     # 税抜のpriceを表示します。
　　print("税込は"+str(int(price\*(1+tax/100)))+"円です")# priceの税込金額を計算表示します。
　tax=10　　　　　　　　　　　　　　　　　　　# 税率（10%）を設定します。
　for i in (100, 150, 200):
　　my\_func(i,tax)

クラス

クラスはデータやメソッドを定義したもので、オブジェクト指向プログラミングで用いる定義語です。第1引数はselfで自動的にインスタンス自身が渡されます。

【使用例：税率計算のサンプルコード】

class Example():　　　　　　　　　# クラスを宣言します。
　　def my\_method(self):　　　　　 # 関数を定義します。
　　　print(“税率は”, self.tax,"%です")　　　　　　　　　　 # 税率を表示します。
　　　print("税抜は"+str(self.price)+"円です") 　　　　　　 # 税抜のpriceを表示します。
　　　print("税込は"+str(int(self.price\*(1+self.tax/100)))+"円です") #  priceの税込金額を計算表示します。
　　　return True
　　def \_\_init\_\_(self):　　　　　　　 # 最初に呼び出される関数を定義します。
　　　print('\_\_init\_\_')
　　　self.tax = 10　　　　　　　　　 # 税率（10%）を設定します。
　test=Example() 　　　　　　　　　  # クラス Exampleを呼び出します。
　print('test.tax=',test.tax)
　for i in (100, 150, 200):
　　test.price=i
　　test.my\_method() 　　　　　　　 # クラス定義した関数を呼び出します。