po-6. 繰り返し（ループ），for，in，ステップ実行

po-6. 繰り返し（ルー プ） トピックス： 繰り返し（ループ），for，in，ス テップ実行（Python Tutor による演習） URL: https://www.kkaneko.jp/pro/po/index.html （Python プログラミングの基本） 金子邦彦 1

• https://www.kkaneko.jp/pro/po/index.html

物体の落下距離： 9.8 × (時間)2 ÷ 2 時間は 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ⇒ 同じ式の計算を 11 回繰り返し Python プログラム 実行結果 2

全体まとめ • 処理の繰り返しにより，リストや辞書のすべての 要素を処理できる • リストや辞書で処理の繰り返しを行うときは，for が便利である • for による繰り返し（ループ） 同じ処理や操作を繰り返す 3

アウトライン 6-1 6-2 6-3 項目 復習 リストと繰り返し（ループ） ステップ実行 辞書と繰り返し（ループ） 4

メソッドアクセス，代入 Python プログラムの例 x = 100 a = x + 200 enermy1 = hero.findNearestEnemy() hero.attack(enemy1) • 代入：オブジェクト名 ＋ 「=」 ＋ 式または値またはメソッド呼び出し • メソッドアクセス：オブジェクト名 ＋ 「.」 ＋ メソッド名 ＋「()」 （引数を付けることも） Python プログラムでは，その他にも，属性アクセス，関数 呼び出し，制御，「*」, 「+」などの演算子，コマンド， 定義など 5

式の抽象化と関数，条件分岐，繰り返し （ループ） • 式の抽象化と関数 • 条件分岐 実行結果 x > 20 のときのみ print("big") が実行される x ≦ 20 のときのみ print("small") が実行される • 繰り返し（ループ） 足し算の 5回繰り返し 0 + 1, 1 + 2, 3 + 3, 6 + 4, 10 + 5 6

リスト • リストは，同じ型の要素の並び • リストの要素には順序がある．０から始まる番号 （添字）が付いている • リストは，要素の挿入，削除により，サイズが増 減する 4 を末尾に挿入 8 の削除 7

辞書 • 辞書は，キーと値（バリュー）のペアの集まり • 辞書に，同じ値のキーは2回以上登場しない 4, "Orange" の削除 3 を "Black" に置き換え 8

Python Tutor の起動 ① ウェブブラウザを起動する ② Python Tutor を使いたいので，次の URL を開く http://www.pythontutor.com/ ③ 「Python」をクリック ⇒ 編集画面が開く 9

• http://www.pythontutor.com/

Python Tutor でのプログラム実行手順 (1)「Visualize Execution」をク リックして実行画面に切り替える (2)「Last」をクリック． (4)「Edit this code」をク (3) 実行結果を確認する． リックして編集画面に戻る 10

Python Tutor 使用上の注意点① • 実行画面で，次のような赤の表示が出ることがある → 無視してよい 過去の文法ミスに関する確認表示 邪魔なときは「Close」 11

Python Tutor 使用上の注意点② 「please wait ... executing」のとき，１０秒ほど待つ． → 混雑しているときは， 「Server Busy・・・」 というメッセージが出ることがある． 混雑している．少し（数秒から数十秒）待つと自 動で表示が変わる（変わらない場合には，操作を もう一度行ってみる） 12

6-1. リストと繰り返し（ループ） 13

繰り返し（ループ） 繰り返し（ループ）では，同じ処理や操作を繰 り返す 物体の落下距離： 9.8 × (時間)2 ÷ 2 時間は 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ⇒ 同じ式の計算を 11 回繰り返し Python プログラム 実行結果 14

繰り返しのプログラム例 x = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10] for t in x: print((9.8 / 2) * t * t) リストの組み立て 繰り返し for t in x の直後に「:」 （コロン） 字下げも正確に． print((9.8 / 2) * t * t) の前に，「タブ」を 1つだけ 15

演習 資料：17 ～ 20 【トピックス】 • for による繰り返し 16

① Python Tutor のエディタで次のプログラムを入 れる リストの要素を表示する for i in a の直後に「:」 字下げも正確に！ print(i) の前に，「タブ (Tab)」を 1つだけ 17

② 実行し，結果を確認する 結果を確認 「Visual Execution」をクリック．そして「Last」をクリック．結果を確認． 「Edit this code」をクリックすると，エディタの画面に戻る 18

③ Python Tutor のエディタで次のプログラムを入 れる 物体の落下．0～10秒まで．1秒ごと for t in x の直後に「:」 字下げも正確に！ print((9.8 / 2) * t * t) の前に，「タブ (Tab)」を 1つだけ 19

④ 実行し，結果を確認する ここをドラッグすると， 表示枠が広がる 「Visual Execution」をクリック．そして「Last」をクリック．結果を確認． 「Edit this code」をクリックすると，エディタの画面に戻る 20

6-2. ステップ実行 21

繰り返しのプログラム例 実行結果 22

繰り返しのプログラム例 リストの 組み立て 「y[i] = x[i] * 1.1」を i の値を変えながら 5回繰り返す 23

確認クイズ 次のプログラムで i の値はどのように変化するか？ i の値： 0 → 1 → 2 → 3 → 4 「y[i] = x[i] * 1.1」を i の値を変えながら 5回繰り返す 24

答え合わせ 次のプログラムで i の値はどのように変化するか？ i の値： 0 → 1 → 2 → 3 → 4 「y[i] = x[i] * 1.1」を i の値を変えながら 5回繰り返す 25

Python Tutor でのステップ実行 ステップ実行により，プログラム実行の流れ を確認できる 26

演習 資料：28 ～ 33 【トピックス】 • Python Tutor でのステップ実 行の操作 • 変数の値の変化 • 実行の流れの変化（ジャン プ） 27

① Python Tutor のエディタで次のプログラムを 入れる 8, 6, 4, 2, 3 の 1.1 倍を求め，結果を別のリストに保存 for i in [0, 1, 2, 3, 4] の直後に「:」 字下げも正確に！ y[i] = x[i] * 1.1 と print(y[i]) の前に，「タブ (Tab)」を 1つだけ 28

② 「Visualize Execution」をクリックして，実 行開始 29

③ 実行し，結果を確認する オブジェクト x は 5 個の要素が入った リスト オブジェクト y は 5 個の要素が入った リスト 30

④「First」をクリックして，プログラム実行を 先頭に戻す 31

⑤「Step 1 of 18」と表示されているので， 全部で，ステップ数は 18 あることが分かる （ステップ数と，プログラムの行数は違うもの） 32

⑥ ステップ実行したいので，「Next」をクリック しながら，矢印の動きを確認 ※「Next」ボタンを何度か押し，それ以上進めな くなったら終了 見どころ ３行目，４行目、５行目が 繰り返される 実行が進むと， y の中身が更新される 33

6-3. 辞書と繰り返し 34

辞書 辞書は，キーと値（バリュー）のペアの集まり キー 値（バリュー） 35

繰り返しのプログラム例 辞書の 組み立て 辞書のキー 1, 2, 3 のそれぞれに ついて，値（バリュー）を表示 実行結果 36

演習 資料：38 ～ 39 【トピックス】 • for による繰り返し（ルー プ） 37

① Python Tutor のエディタで次のプログラムを入 れる for i in d の直後に「:」 字下げも正確に！ print(i) の前に，「タブ (Tab)」を 1つだけ 38

② 実行し，結果を確認する 「Visual Execution」をクリック．そして「Last」をクリック．結果を確認． 「Edit this code」をクリックすると，エディタの画面に戻る 39

全体まとめ • 処理の繰り返しにより，リストや辞書のすべての 要素を処理できる • リストや辞書で処理の繰り返しを行うときは，for が便利である • for による繰り返し（ループ） 同じ処理や操作を繰り返す 40

関連ページ • Python まとめページ https://www.kkaneko.jp/tools/man/python.html • Python プログラミングを学ぶ Python Tutor, VisuAlgo, Code Combat を使用 https://www.kkaneko.jp/cc/po/index.html • Python プログラム例 https://www.kkaneko.jp/pro/python/index.html • 人工知能の実行（Google Colaboratory を使用） https://www.kkaneko.jp/pro/ni/index.html • 人工知能の実行（Python を使用）（Windows 上） https://www.kkaneko.jp/pro/deepim/index.html 41

• https://www.kkaneko.jp/tools/man/python.html
• https://www.kkaneko.jp/cc/po/index.html
• https://www.kkaneko.jp/pro/python/index.html
• https://www.kkaneko.jp/pro/ni/index.html
• https://www.kkaneko.jp/pro/deepim/index.html