Pythonのデータ型と操作

Pythonは、簡潔で強力なプログラミング言語であり、データ処理において非常に広く使用されています。この言語は、さまざまなデータ型をサポートし、効率的な処理を実現するための基本的な操作も提供します。本記事では、Pythonで使用される主要なデータ型と、それらに対する基本的な操作について詳細に説明します。

1. 数値型（Numeric Types）

Pythonには、整数（int）、浮動小数点数（float）、および複素数（complex）の3種類の数値型があります。

• 整数（int）: 整数値を表すデータ型です。例えば、42や-7などが整数型です。
• 浮動小数点数（float）: 小数点を含む数値を表すデータ型です。例えば、3.14や-0.001が浮動小数点数です。
• 複素数（complex）: 実部と虚部を持つ数値を表すデータ型です。例えば、1 + 2jが複素数です。

基本的な操作

• 加算: +
• 減算: -
• 乗算: *
• 除算: /（浮動小数点数の結果）
• 整数除算: //（整数結果）
• 余剰（剰余）: %
• べき乗: **

python
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x = 5
y = 2
print(x + y)  # 加算
print(x - y)  # 減算
print(x * y)  # 乗算
print(x / y)  # 除算
print(x // y) # 整数除算
print(x % y)  # 剰余
print(x ** y) # べき乗

2. 文字列型（String Type）

文字列（str）は、テキストデータを表現するためのデータ型です。Pythonでは、シングルクォート（'）またはダブルクォート（"）で囲まれた文字列を作成します。

基本的な操作

• 文字列の連結: +
• 繰り返し: *
• インデックスアクセス: []（0から始まるインデックス）
• スライス: [:]（部分文字列の取得）

python
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text = "Hello"
print(text + " World")  # 文字列の連結
print(text * 3)         # 文字列の繰り返し
print(text[1])          # インデックスアクセス
print(text[1:4])        # スライス

3. リスト型（List Type）

リスト（list）は、順序付きのデータ集合を表現するデータ型で、異なる型の要素を格納できます。リストは変更可能（mutable）です。

基本的な操作

• 要素の追加: append()
• 要素の挿入: insert()
• 要素の削除: remove()、pop()
• リストのスライス: [:]
• 長さの取得: len()

python
CopyEdit
my_list = [1, 2, 3]
my_list.append(4)  # 要素の追加
print(my_list)
my_list.insert(1, 10)  # 要素の挿入
print(my_list)
my_list.remove(2)  # 要素の削除
print(my_list)
print(my_list[1:3])  # スライス
print(len(my_list))  # 長さの取得

4. タプル型（Tuple Type）

タプル（tuple）はリストと似ていますが、変更不可能（immutable）なデータ型です。タプルは丸括弧（()）で囲まれます。

基本的な操作

• 要素のアクセス: インデックスを使用
• スライス: リストと同様に[:]を使用

python
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my_tuple = (1, 2, 3)
print(my_tuple[0])   # インデックスアクセス
print(my_tuple[1:3]) # スライス

5. 辞書型（Dictionary Type）

辞書（dict）は、キーと値のペアを格納するためのデータ型です。順序はPython 3.7以降では保持されます。

基本的な操作

• キーと値の追加: []でアクセスして追加
• キーの検索: inを使用
• キーと値の削除: del

python
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my_dict = {"name": "Alice", "age": 25}
my_dict["city"] = "Tokyo"  # 新しいキーと値の追加
print(my_dict)
print("name" in my_dict)   # キーの存在確認
del my_dict["age"]         # キーと値の削除
print(my_dict)

6. 集合型（Set Type）

集合（set）は重複しない値の集まりを表現するデータ型です。順序は保証されません。

基本的な操作

• 要素の追加: add()
• 要素の削除: remove()、discard()
• 和集合、積集合、差集合: |, &, -

python
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my_set = {1, 2, 3}
my_set.add(4)      # 要素の追加
my_set.remove(2)   # 要素の削除
print(my_set)
another_set = {3, 4, 5}
print(my_set & another_set)  # 積集合
print(my_set | another_set)  # 和集合
print(my_set - another_set)  # 差集合

7. ブール型（Boolean Type）

ブール値（bool）は、TrueまたはFalseの2つの値を取るデータ型です。主に論理演算に使用されます。

基本的な操作

• 論理積: and
• 論理和: or
• 否定: not

python
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x = True
y = False
print(x and y)   # 論理積
print(x or y)    # 論理和
print(not x)     # 否定

まとめ

Pythonでは、さまざまなデータ型が提供されており、それぞれに対する基本的な操作を理解することが重要です。数値型、文字列型、リスト型、タプル型、辞書型、集合型、そしてブール型は、Pythonプログラミングにおける基本的な構成要素であり、これらを適切に活用することで、より効率的で読みやすいコードを作成することができます。