この記事では、当社の新人エンジニア研修の参考として、Python を解説します。
第一章では、初めて Python を学ぶ皆さんが知っておきたい基本事項や考え方をまとめました。

1. Python 言語の特徴

Python の特徴（または、当社新人エンジニア研修で Python を選択している理由）は以下の 4 点です。

  1. クロスプラットフォーム環境
    Python は Windows、macOS、Linux など各種 OS で公式のインタプリタが提供されており、どこでも実行可能です。
  2. 多様なプログラミングパラダイムのサポート
    Python はオブジェクト指向だけでなく、手続き型や関数型といった複数のパラダイムをサポートしており、プログラミングの基本概念を学ぶのに適しています。
  3. 幅広い活用分野
    データサイエンス、機械学習、Web アプリケーション、スクリプトによる自動化など、幅広い分野で利用されているため、どの部署に配属されても役立ちます。
  4. シンプルな文法と他言語への橋渡し
    文法がシンプルで読みやすく、初心者でも理解しやすい点はもちろん、他の言語（C、Java、JavaScript など）との共通概念も多いため、後々の他言語習得にも役立ちます。

調べてみましょう

なぜ様々なプログラミング言語が存在するのでしょうか？
例えば、以下のような点に着目して、インターネットで調べてみてください。

  • Python と C 言語との関係
    • Python の主要な実装である CPython は C 言語で書かれており、低レベルの処理や高速化のためのライブラリ実装に C/C++ の知識が役立ちます。
  • Python と C++ との関係
    • 数値計算や機械学習ライブラリ（例：NumPy、TensorFlow）の内部は C++ で実装されていることも多く、オブジェクト指向の基本概念は両言語で共通しています。
  • Python と Java との関係
    • 両言語はオブジェクト指向をサポートしていますが、Python は動的型付け・簡潔な記法で、開発速度やコードの読みやすさが特徴です。
      ※Java の静的型付けや厳格な構文ルールは Python には当てはまりません。
  • Python と JavaScript との関係
    • 両者とも初心者に人気があります。Python はサーバサイドやデータ処理に強みがあり、JavaScript は Web フロントエンドやイベント駆動型プログラミングが中心です。

2. Python プログラムの実行

Python では、プログラムコードは基本的にインタプリタによって直接実行されます。
内部的には、ソースコードが自動的にバイトコード（.pyc ファイル）にコンパイルされ、Python 仮想マシン（PVM）上で実行されますが、このプロセスはユーザーが意識する必要はほとんどありません。

例：Hello World プログラム

以下のコードをエディタに入力してみましょう。

print("Hello World")

注意点：

  • キーボードから入力する際、全角と半角の区別に注意してください。数値や英字は半角で入力する必要があります（IME の設定変更を行うなどの対策をお勧めします）。

保存先は、例えば C ドライブ直下の python フォルダなどに新規保存し、ファイル名は example01.py とします。

コマンドラインでの実行

以下のように実行してみましょう。

Success

This is a success alert.> python example01.py
Hello World

また、今後は IDE（例：PyCharm、Visual Studio Code など）を活用すると、ワンクリックで実行できるため、より効率的に開発できます。

3. エラーを恐れない

プログラム開発ではエラーはつきものです。積極的にエラーを発生させ、その原因を探ることが上達の秘訣です。

エラーの例

以下の例は、ダブルクォーテーションとシングルクオーテーションと、かっこの対応が取れていないためエラーになります。

print("Hello ')

実行すると、Python は「SyntaxError: unterminated string literal (detected at line 1)」といったエラーメッセージを表示し、プログラムは終了します。
エラーメッセージには、どの行で何が起きたか重要な情報が含まれているので、必ず読んで理解する習慣をつけましょう。

4. プログラムはメモリ上にロードされて実行される

Python プログラムも、ソースコードがバイトコードに変換され、メモリ上にロードされて実行されます。
この過程を理解しておくと、プログラムの動作原理やエラー発生時の挙動、パフォーマンス最適化の際に役立ちます。

また、CPU はプログラムの命令を実行し、メモリ はデータの一時的な保管場所として機能します。これらの役割は、どのプログラミング言語でも共通の考え方です。

5. システムに必要な IPO

システムという概念は、「仕組み」を意味し、その基本構成は以下の 3 要素で成り立ちます。

  • Input（入力）
    ユーザーや他のシステムからの情報やデータ。
  • Process（処理）
    入力された情報を加工・解析し、目的の処理を実行。
  • Output（出力）
    処理結果を画面やファイル、他のシステムへ出力する。

例えば、Python で電卓プログラムを作成する場合、ユーザーから数値を入力（Input）し、計算処理を行い（Process）、結果を表示（Output）する、という流れになります。
このような IPO の考え方は、システム開発の基本であり、どの言語でも重要です。

6. コメントの入れ方

コメントは、コードに対する人間向けのメモです。Python では以下の方法で記述します。

  • シングルラインコメント
    行の先頭に # を付けることで、その行の残りをコメントにできます。 
# Hello World を表示する
print("Hello World")
  • 複数行コメント（ドキュメンテーション文字列）
    3 つのシングルクォート（'''）またはダブルクォート（"""）で囲む方法です。主に関数やクラスの説明に使われます。 
"""
この関数は、Hello World を表示します。
作成者: yamazaki
作成日: 20XX/11/09
"""
def main():
    print("Hello World")

コメントは、後で自分や他の人がコードを読み返すときの大切な手掛かりとなるため、積極的に記述しましょう。

7. エラーへの対処

Python では、エラーは大きく分けて以下の 3 種類に分類されます。

  1. 文法エラー（SyntaxError）
    プログラムが正しい文法で書かれていない場合、実行前にエラーが検出されます。
  2. 実行時エラー（RuntimeError）
    実行中に発生するエラー。例：ゼロ除算エラー、インデックスエラーなど。
  3. 論理エラー
    プログラムは実行されるが、期待した結果が得られないエラーです。
    ※論理エラーは、テストやデバッガを使って検出する必要があります。

エラーメッセージには、エラー発生箇所や原因が示されるため、必ずその内容を確認し、グーグル検索などで対策を調べましょう。

8. 標準出力

Python において、標準出力 とは、プログラムが結果を表示するための出力先（コンソールなど）を指します。
標準出力には print() 関数を使用します。

print("Hello World")
  • print() は自動的に改行を付けて出力します。
  • 改行が不要な場合は、end パラメータを利用できます（例：print("Hello", end=" ")）。

標準出力を利用することは、デバッグやプログラムの動作確認にも非常に有効です。

まとめ

以上、Python の基本的な特徴や実行方法、プログラムの構成、オブジェクト指向の考え方、エラー処理、コメントの付け方、標準出力の利用方法などについて解説しました。
Python は以下の点で異なります。

  • シンプルな文法と動的型付け
    → コードが読みやすく、初心者にも取り組みやすい。
  • コンパイルの概念がユーザーに隠蔽されている
    → ソースコードをそのまま実行できるため、環境構築が簡単。

ただし、厳密な型チェックやアクセス修飾子は存在しないため、コードの規模が大きくなるときは、設計やテストに特に注意が必要です。

Python はそのシンプルさと多機能性から、初学者が最初に取り組むプログラミング言語としても、プロフェッショナルが活用する言語としても非常に有用です。ぜひ、この記事を参考に、Python の世界に飛び込んでみてください！

次章では変数とデータ型を学びます。

1章. 変数とデータ型をマスター

<まとめ：隣の人に正しく説明できたらチェックを付けましょう>

□Pythonはクロスプラットフォームで動作し、文法がシンプルで学びやすい。

□手続き型・オブジェクト指向・関数型など多様なパラダイムを学べる。

□データ分析やWeb開発など幅広い分野で利用されている。

□インタプリタで実行され、print()による標準出力で動作を確認できる。

□エラーを恐れず原因を読む習慣が上達の鍵。

□入力・処理・出力（IPO）の流れを意識してプログラムを設計する。

□コメントを活用してコードの意図を明確にしよう。

まとめができたら、アウトプットとして演習問題にチャレンジしましょう。

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