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【初心者向け】Python入門:10時間で基本をマスターする学習カリキュラム

Python

Pythonは、読みやすく、書きやすい高水準の汎用プログラミング言語です。

参考 プログラミングとは?

Pythonはコードのシンプルさと分かりやすさに重きを置いているので、他の言語と比較してコードの可読性が高いのが特徴です。また、科学計算、データ分析、Web開発、機械学習など、多様なアプリケーション領域で活用されるなど、現在人気急上昇中の言語の1つです。

Pythonの魅力は、その学習のしやすさと豊富なライブラリにあります。初心者にも理解しやすい文法を持ちつつ、NumPyやPandas、Scikit-learnなどの有益なライブラリが使えるため、熟練の開発者にも人気があります。

このページではPythonを1から勉強したいと考えている方向けに、Pythonの基本を押さえるための学習ロードマップを整理しました。

プログラミングをしたことがない人でも理解できるようにコーディングの基礎からすべて解説しますので、是非最後までご覧ください。

Python:学習ロードマップ
  • Pythonとは何か
    • Pythonの利点と使い方
    • Pythonのインストールと環境設定
  • Python基礎文法
    • 変数とデータ型 (数値型/文字列型/ブール型など)
    • 演算子
    • プログラムの制御フロー (if文/for文/while文)
  • データ構造
    • リストとタプル
    • セット(集合)
    • ディクショナリ(辞書/dict)
  • 関数とモジュール
    • 関数の定義と使用
    • ラムダ関数
    • Pythonの組み込み関数/モジュール
  • オブジェクト指向プログラミング
    • クラスとオブジェクトの概念
    • インスタンス変数とクラス変数
    • インスタンスメソッド、クラスメソッド、静的メソッド
  • エラーと例外処理
    • Pythonのエラー種類
    • try-exceptブロック
    • デバッグとテストの基本
  • Pythonの応用
    • ファイル操作(ファイルの読み書き)
    • Pythonでのデータベース操作
    • PythonでのWebスクレイピング

このページを理解すれば、Pythonの基本をマスターすることができます。是非最後までご覧下さい。

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第1章:Pythonとは何か?

この章ではPythonの「いろは」を学習します。

そもそもPythonって何?Pythonのコーディングを始めるにはどうすればよい?という疑問にお答えします。

この章で学べる内容
  • Pythonとは?(Pythonの利点と使い方)
  • Pythonのインストールと環境設定
  • 【応用編】VPS上にPythonの実行環境を構築する方法

Pythonは初めて聞く人にとっては一見複雑に聞こえるかもしれません。

が、実際には非常にシンプルで強力なプログラミング言語です。IT初心者がプログラミングに慣れ親しむための最初の一歩として最適な言語でもあり、また熟練のエンジニアやプログラマーにとっても非常に有用な言語となっています。

Pythonとは・・・
  • 高水準なプログラミング言語:Pythonは、人間が理解しやすい形式でプログラムを書くことができる言語です。詳細なコンピュータの動作を管理する必要が少ないため、初学者にも扱いやすいです。
  • インタープリタ型言語:Pythonはインタープリタ型の言語であり、プログラムを行ごとに実行します。これにより、プログラムを即時にテストし、フィードバックを得ることが可能です。
  • オブジェクト指向:Pythonはオブジェクト指向言語であり、データと機能を一つのオブジェクトにまとめることができます。これは大規模なプログラムの設計と管理を容易にします。
  • 多目的:PythonはWeb開発からデータ分析、AIと機械学習まで、多岐にわたるタスクに対応できます。
  • 強力なライブラリとフレームワーク:Pythonのライブラリとフレームワークは広範で、特定のタスクを効率的に処理するためのツールが提供されています。

Pythonとは何か?をより深く、詳しく知りたい方は以下の記事をご覧ください。

参考 Pythonとは?言語の特徴と将来性

Pythonを実行するにはご利用のコンピュータ上にPythonをインストールする必要があります。次の章からは実際にコーディングを行っていくので、以下の記事をご覧いただきPythonの実行環境を整備しましょう。

以下のページはより本格的にPythonを習得したい方向けに、VPS上にPythonの実行環境を構築し1つのWebアプリケーションを作成する手順を解説しています。

学習の成果を1つの形として残したい方、自分だけのサービスを開発してみたい方は少しだけ手間ですがこちらの方式をおすすめします。

第2章:Python基礎文法

Pythonの「いろは」を理解したところで、早速Pythonのコーディング基礎を学習していきましょう。

基本となる文法ルールや、Pythonを理解する上で避けては通れない基礎知識を1からわかりやすく整理しています。

この章で学べる内容
  • 変数とデータ型 (数値型、文字列型、ブール型など)
  • 演算子
    • 算術演算子
    • 代入演算子
    • 比較演算子
  • プログラムの制御フロー
    • if文
    • for文
    • while文
    • break文 / continue文

ここからが本章で一番重要なポイントです。if文やfor文を理解して、プログラムの実行制御をマスターしましょう!プログラムの制御構造を理解すれば、条件に応じて動作を変更したり、目的に応じて繰り返しの処理を行ったりするようなより複雑なプログラムを作成することができるようになります。

第3章:データ構造

Pythonにはいくつかの主要なデータ構造があります。

あまり学習するモチベーションが上がらない方も多い分野です。が、データ構造を理解する意義は以下の通り大きく2つ存在します。

データ構造を学習する必要性
  • 効率: データ構造はデータの操作と管理を効率的に行うために理解必須。例えば、リスト内の特定の位置にアクセスしたり、データを順序付けしたり、ソートしたり、追加したり削除したりするための効率的な方法を提供します。
  • 問題解決: データ構造は特定の問題を解決するための効率的なアルゴリズムを設計するために必要です。特定のデータ構造は特定のタイプの問題に対して最適化されており、適切なデータ構造を選択することで、問題解決の効率とパフォーマンスが大幅に向上します。

データ構造はプログラミングとコンピュータサイエンスの基本的な概念であり、データ構造の理解と使用はソフトウェア開発の全ての領域で重要となります。

この章で学べる内容
  • Pythonのデータ構造
    • リスト
    • タプル
    • セット(集合)
    • ディクショナリ(辞書)

リスト、タプル、辞書、集合については大枠を押さえつつ、具体的なコーディング方法を合わせて理解することが重要です。
こちらの章では以下のボタンから各データ構造の詳細、そのデータ構造を用いた専門的なコーディング方法を詳しく解説しております。

第4章:関数とモジュール

Pythonのコーディングに関連する2つの大切な要素-。関数とモジュールについてご説明します。

関数とモジュールを理解することは、コーディングをより簡単に効率的に進めるために必須です。

この章で学べる内容
  • 関数とモジュール
    • 関数の定義と使用
    • ラムダ関数
    • Pythonの組み込み関数/モジュール
    • モジュール / パッケージ / ライブラリとimport文

Pythonの組み込み関数は、Pythonインタプリタに組み込まれていて、インポートすることなくすぐに使用できる関数群です。これらの関数は一般的なタスクを簡単に実行するために提供されています。

関数名説明解説記事
print()引数を文字列として標準出力に出力しますリンク
len()入力の長さ (要素数) を返しますリンク
type()引数の型 (クラス) を返しますリンク
str()引数を文字列に変換しますリンク
int()引数を整数に変換しますリンク
float()引数を浮動小数点数に変換しますリンク
list()リストを生成します
dict()辞書 (dictionary) を生成します
set()集合を生成します
input()ユーザーからの入力を取得します
range()連続した数値のシーケンスを生成しますリンク
round()数値を最も近い整数に四捨五入します
abs()数値の絶対値を返します
sum()数値のシーケンスの合計を計算します
min()引数の最小値を返します
max()引数の最大値を返します
表1:Pythonの主な組み込み関数

Pythonの組み込み関数は、Pythonプログラミングにおける最も基本的なツールの一部です。これらの関数は様々なタスクに使われ、日常的なコーディング作業を大いに簡素化することが可能。

なお、これらは一部の例であり、Pythonにはこれら以外にも多数の組み込み関数があります。それぞれの関数の詳細な使い方や機能については、Pythonの公式ドキュメンテーションを参照してください。

第5章:オブジェクト指向プログラミング

オブジェクト指向プログラミング(OOP: Object-Oriented Programming)は、プログラムを「オブジェクト」と呼ばれる部品の集合体として考えるプログラミングの考え方や設計方法の一つです。

オブジェクトとは、データ(属性 / 状態)と、そのデータを操作するための手続き(メソッド / 振る舞い)を1つにまとめたもの。これにより、オブジェクトは現実世界のもの(人、動物、機械、システムなど)を模倣したり、プログラム内で取り扱いたい抽象的な概念を表現する手助けができます。

この章ではPythonにおけるオブジェクト指向プログラミングの基本を学習し、クラス、メソッドいった概念をマスターしていきます。

この章で学べる内容
  • オブジェクト指向プログラミング
    • クラスとオブジェクトの概念
    • インスタンス変数とクラス変数
    • インスタンスメソッド、クラスメソッド、静的メソッド

第6章:エラーと例外処理

このページで学べる内容
  • エラーと例外処理
    • Pythonのエラー種類
    • try-exceptブロック
    • デバッグとテストの基本

Pythonのエラーは大きく二つのカテゴリに分けられます。 構文エラー(Syntax Errors)例外(Exceptions)です。

構文エラー(Syntax Errors): 構文エラーはプログラムの文法に問題がある場合に発生します。Pythonのインタープリターがコードを解析(パース)できないときに発生します。例えば、閉じ括弧を忘れる、インデントが不適切な場合、等です。

if True
    print("Hello, world!")

上記の例では、if文の行末にコロン(:)がないため、構文エラーが発生します。

例外(Exceptions): 例外はプログラムが実行中に発生するエラーで、構文的には正しいが、実行時に問題が発生したときに起こります。例外はさまざまな種類があり、それぞれ特定のエラーコンディションに対応します。

サンプル ZeroDivisionError: 0での除算が行われたときに発生

print(1/0)

サンプル NameError: ローカルまたはグローバルの名前が見つからないときに発生

print(unknown_variable)

これらの例外は適切にハンドルすることで、プログラムのクラッシュを防ぐことができます。具体的には、try/exceptを使用して、特定のエラーをキャッチし、適切な処理を行います。

try-exceptを理解した方は、自分で例外を定義し様々なシーンに応じてエラーハンドリングを行う方法(raise文 / assert文)を学習しましょう。

第7章:Pythonの応用

この章で学べる内容
  • Pythonの応用
    • エスケープシーケンスの利用方法
    • 様々な文字列操作
    • ファイル操作(ファイルの読み書き)
    • with文
    • Pythonでのデータベース操作
    • PythonでのWebスクレイピング

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各プログラミングスクールの特徴をまとめた記事をこちらに記載しておきますので、是非ご覧ください。

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