Python 3のforループ完全ガイド

Python 3におけるforループの完全ガイド

Pythonは、非常に柔軟で強力なプログラミング言語であり、その中でもforループは繰り返し処理を行うための基本的な構文の一つです。本記事では、Python 3におけるforループの使い方について、詳細に説明します。

1. forループの基本構文

Pythonにおけるforループは、指定された範囲またはシーケンスを反復処理するために使用されます。基本的な構文は次の通りです。

python
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for 変数 in イテラブルオブジェクト:
    処理内容

ここで、変数は繰り返しのたびにイテラブルオブジェクト（リスト、タプル、文字列、辞書など）の各要素に対応する値を取ります。イテラブルオブジェクトは反復可能なオブジェクトのことを指し、処理内容は各要素に対して実行する処理です。

例: リストを使ったforループ

python
CopyEdit
fruits = ["リンゴ", "バナナ", "オレンジ"]

for fruit in fruits:
    print(fruit)

出力:

CopyEdit
リンゴ
バナナ
オレンジ

2. range()関数とforループ

range()関数は、指定した範囲の整数シーケンスを生成するために使用され、forループと組み合わせることで、数値の繰り返し処理を行うことができます。

python
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for i in range(5):
    print(i)

出力:

CopyEdit
0
1
2
3
4

range()の引数には、start、stop、stepを指定することができます。

• range(start, stop)：startからstopまでの整数（stopは含まれない）

• range(start, stop, step)：startからstopまでの整数をstepの間隔で生成

例: startとstepを指定する

python
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for i in range(2, 10, 2):
    print(i)

出力:

CopyEdit
2
4
6
8

3. forループでの辞書の反復

辞書の反復処理では、キーや値を取得することができます。辞書にはitems()、keys()、values()というメソッドがあり、それぞれ異なる方法で辞書の要素を取得できます。

例: items()を使って辞書を反復処理する

python
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person = {"名前": "太郎", "年齢": 25, "職業": "エンジニア"}

for key, value in person.items():
    print(f"{key}: {value}")

出力:

makefile
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名前: 太郎
年齢: 25
職業: エンジニア

4. ネストされたforループ

forループを別のforループの中に配置することも可能です。これを「ネストされたループ」と呼びます。リストのリストや2次元配列などを反復処理する際に非常に便利です。

例: 2次元リストの反復処理

python
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matrix = [
    [1, 2, 3],
    [4, 5, 6],
    [7, 8, 9]
]

for row in matrix:
    for element in row:
        print(element, end=" ")
    print()

出力:

CopyEdit
1 2 3 
4 5 6 
7 8 9 

5. forループでの条件付き処理

forループ内で条件を指定して、特定の条件を満たす場合のみ処理を実行することができます。これにはif文を組み合わせます。

例: 偶数のみを表示する

python
CopyEdit
numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

for number in numbers:
    if number % 2 == 0:
        print(number)

出力:

CopyEdit
2
4
6
8

6. breakとcontinueを使ったループの制御

breakはループを途中で終了させるために使います。continueは、現在の反復をスキップし、次の反復に進むために使います。

例: breakでループを終了する

python
CopyEdit
for i in range(10):
    if i == 5:
        break
    print(i)

出力:

CopyEdit
0
1
2
3
4

例: continueで特定の反復をスキップする

python
CopyEdit
for i in range(10):
    if i % 2 != 0:
        continue
    print(i)

出力:

CopyEdit
0
2
4
6
8

7. forループの高速化と効率化

大きなデータを扱う際、forループを効率化する方法もあります。例えば、リスト内包表記を使って簡潔にforループを記述することができます。

例: リスト内包表記

python
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numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
squared_numbers = [x**2 for x in numbers]
print(squared_numbers)

出力:

csharp
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[1, 4, 9, 16, 25]

リスト内包表記を使うことで、通常のforループに比べてコードが短く、読みやすくなります。

8. 終わりに

Pythonのforループは、さまざまなデータ構造を効率的に反復処理するための強力なツールです。range()関数や辞書、リスト内包表記を活用することで、コードを簡潔に保ち、より効率的に処理を実行できます。forループを使いこなすことで、複雑な問題をシンプルに解決することができるようになります。