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【Python】変数の定義方法から役割、注意点までコード付きで解説

（最終更新日：2023年7月）

✔この記事は次のような疑問を持つ方へ向けて書かれました

「Pythonの変数とは具体的に何を指すのだろうか？」
「Pythonの変数の定義のやり方を知りたい」
「Pythonの変数を使ったコード例を確認したい」

✔この記事を読むことで得られる情報

  • Pythonの変数についての基礎知識
  • Pythonの変数の定義方法とその活用法
  • Pythonの変数の具体的な使用例

当記事では、Pythonの変数について、基本知識から定義方法、さらには実際のコード例まで具体的に解説をしていきます。

是非最後までご覧ください。

Pythonを理解する

こちらでは、「Pythonの基本的な理解」について詳しく解説します。

  • Pythonとは
  • Pythonの特徴
  • Pythonの基本概念
  • Pythonでの変数の重要性
  • 変数の役割

Pythonとは

Pythonは、読みやすく、そしてパワフルなプログラミング言語です。

そのシンプルさと多機能性から、初心者からプロフェッショナルまで幅広いユーザーに愛用されています。

また、PythonはWeb開発からデータ分析、AI開発まで、さまざまな用途に対応しています。

Pythonの特徴

Pythonは、強力で汎用性の高い言語です。

その特徴はシンプルさ、易読性、そして高い生産性にあります。

コードは読みやすく、明確な構文により、初心者でも簡単に理解できます。

Pythonの基本概念

Pythonの基本概念には、変数、関数、クラス、そしてモジュールがあります。

これらの概念はPythonでのプログラミングを行う上で基本となります。

Pythonでの変数の重要性

Pythonにおける変数は非常に重要です。

なぜなら変数はデータを保持し、そのデータを操作するための手段だからです。

#変数「number」に値を格納
number = 123
#変数の値を出力
print(number) #出力：123

変数の役割

Pythonにおける変数は、データを格納する名前付きの場所です。

名前を付けることで、後からそのデータに簡単にアクセスできます。

変数の役割は非常に多岐にわたりますが、以下はその主な用途です。

  1. データ保持: 変数は、計算の結果、ユーザー入力、ファイルから読み込んだデータなど、さまざまな種類のデータを保持
  2. 再利用: 一度変数にデータを格納すると、プログラムの異なる部分で何度でもそのデータを使用可能
  3. 可読性の向上: 適切な名前を持つ変数は、プログラムコードを読みやすくし、他人がコードを理解するのに役立つ（例：変数「radius」は、それが半径を保持していることを示す）
  4. 変更の管理: プログラム内の複数の場所で使用されるデータが変更される必要がある場合、そのデータを変数に格納しておけば、一箇所で変更するだけで、プログラム全体で変更が反映される
  5. 動的な操作: 変数の値は、プログラムが実行されている間、動的に変更されることがよくあります。（ループカウンタ、一時的な計算結果、動的なユーザー入力などを効率的に処理できる）

変数の定義方法

こちらでは、「変数の定義方法」について詳しく解説します。

  • 変数名の決め方
  • 別の値への代入
  • 変数から変数への代入
  • 変数の命名規則とベストプラクティス

変数名の決め方

Pythonでは、変数を作成する際には等号（=）を使います。

左側に変数名を、右側にその変数に格納したい値を置きます。

例えば、以下のようになります。

my_variable = 10

ここでは、変数名my_variableに値10を代入しています。

別の値への代入

一度定義した変数には、新たな値を代入可能。

最新の値が変数に格納されることになります。

my_variable = 10
print(my_variable)  # 10
my_variable = 20
print(my_variable)  # 20

変数から変数への代入

Pythonでは、ひとつの変数から別の変数へ値を代入できます。

以下が例です。

my_variable = 10
new_variable = my_variable
print(new_variable)  # 10

変数の命名規則とベストプラクティス

変数名にはいくつかのルールがあります。

  • 変数名は、英字（大文字・小文字を問わない）かアンダースコアで始める必要がある
  • その後ろには、数字が続けられる
  • Pythonの予約語（for、if、elseなど）は変数名として使用できない

ベストプラクティスとしては、変数名はその変数が何を表しているのかを明確に示すべきです。

# Good
student_number = 50

# Bad
s = 50

変数student_numberは学生の数を示していることが明確であり、可読性が高い例です。

対して「s」では、何を示しているのかがわかりづらいため、推奨されません。

変数の宣言

こちらでは、「変数の宣言」についてお伝えします。

  • Noneを用いた変数宣言
  • 一度に複数の変数の宣言と定義
  • 変数の宣言と初期化の違い

Noneを用いた変数宣言

Pythonでは、変数を宣言するときにNoneが使えます。

NoneはPythonの特殊な値で、「値がまだ存在しない」または「値が不明」を示します。

my_variable = None
print(my_variable)  # None

一度に複数の変数の宣言と定義

Pythonでは、一行で複数の変数を宣言し、値を割り当てられます。

a, b, c = 5, 3.2, "Hello"
print(a)  # 5
print(b)  # 3.2
print(c)  # "Hello"

変数の宣言と初期化の違い

Pythonにおける変数宣言とは、変数の存在をシステムに知らせることを指します。

初期化とは、その変数に初めて値を割り当てることです。

Pythonでは、変数を使用する前に必ず初期化が必要になります。

実際にPythonでは、変数宣言と初期化を同時に行うのが一般的です。

# 変数宣言と初期化を同時に行う例
my_variable = 10

Pythonの命名ルール

こちらでは、「Pythonの命名ルール」についてお伝えします。

  • 定数の定義（大文字のアルファベット）
  • Pythonの命名規約
  • 命名ルールに違反した場合の問題点

定数の定義（大文字のアルファベット）

Pythonでは、定数は通常、全て大文字のアルファベットで表記されます。

ただしPython自体は定数という概念をサポートしていないため、全て大文字の変数も再代入可能です。

全て大文字の変数名を使用することで、変数の値が変わるべきでないことを明示的に示せます。

CONSTANT = "I'm a constant"
print(CONSTANT)  # "I'm a constant"

Pythonの命名規約

Pythonでは、変数名には一部の命名規約が存在します。

以下の例を見てみましょう。

# 正しい変数名
my_variable = 10
# 誤った変数名（数字から始まる変数名は認められていない）
1_variable = 10

また、Pythonのコミュニティでは、変数名は小文字のスネークケース（単語間をアンダースコアで区切る）を使用することが推奨されています。

命名ルールに違反した場合の問題点

命名規則に違反した場合、Pythonの解釈ができずエラーが発生します。

そのため、Pythonの命名規則を理解し、適切な変数名を使用することは重要です。

項目説明例
英字大文字と小文字のアルファベットを使用できます。name, age, result
数字数字を変数名に使用できますが、先頭に数字を使用することはできません。count10, score100, total1000
アンダースコアアンダースコア（_）を変数名に使用することができます。my_variable, max_value
予約語Pythonの予約語（キーワード）は変数名として使用できません。if, for, while

動的型付けとその仕組み

こちらでは、「動的型付けとその仕組み」についてお伝えします。

  • 動的型付けの基本理解
  • 動的型付けの利点と注意点
  • Pythonでの動的型付けの具体的な振る舞い

動的型付けの基本理解

Pythonは動的型付け言語であり、変数が参照するオブジェクトの型は実行時に決定されます。

変数を定義する際に、型を指定する必要はありません。

x = 10  # x is an integer
x = "Hello"  # Now x is a string

同一の変数を異なる型のオブジェクトに再代入することが可能です。

Javaなどの言語では、変数の宣言時に、型を指定しなければなりません。

動的型付けの利点と注意点

動的型付けの利点は、柔軟性とコードの簡潔さ。

型にこだわる必要がありませんので、その都度必要な値を代入できます。

ただし注意点としては、異なる型のオブジェクトを誤って操作しようとするとエラーが発生することです。

例えば、文字列と整数を連結しようとするとエラーが発生します。

x = 10  # xは整数
x += "Hello"  # TypeError: unsupported operand type(s) for +=: 'int' and 'str'
【一発解決】PythonのTypeError解決方法

Pythonでの動的型付けの具体的な振る舞い

Pythonの動的型付けは、いくつかの振る舞いを可能にします。

例えば、関数が異なる型の引数を受け取ることができます。

def add(x, y):
    return x + y

print(add(1, 2))  # Output: 3
print(add("Hello, ", "World!"))  # Output: "Hello, World!"

add関数は整数も文字列も受け取ることができます。

ただし整数と文字列を同時に渡すと、型エラーが発生するので気をつけましょう。

変数の削除方法：del文

こちらでは、「del文を用いた変数の削除方法」についてお伝えします。

  • del文の基本的な使用法
  • del文を使用する場面
  • del文の注意点

del文の基本的な使用法

Pythonでは、del文を用いて変数を削除できます。

変数を削除すると、その変数名による参照が削除され、その名前を再度使用するとエラーが発生します。

x = 10
print(x)  # Output: 10

del x  # Deletes variable x
print(x)  # NameError: name 'x' is not defined

del文を使用する場面

del文は、不要になった変数を削除し、そのメモリ領域を解放するために使用します。

大規模なデータを扱う際や、限られたメモリを有効活用する必要がある場合に特に役立つでしょう。

del文の注意点

del文は変数の削除に用いられますが、変数が参照していたオブジェクト自体を削除するわけではありません。

したがって、他の変数からそのオブジェクトを参照している場合、そのオブジェクトは依然として存在します。

x = [1, 2, 3]
y = x

del x  # Deletes variable x
print(y)  # Output: [1, 2, 3]

xを削除してもyは存在し続け、その値も保持します。

Pythonの変数種類と使用例

こちらでは、「Pythonで使われる変数の種類とその使用例」についてお伝えします。

変数では種類により、使える場所が異なるのです。

  • ローカル変数とグローバル変数
  • インスタンス変数とクラス変数
  • 特殊な変数とその利用法

ローカル変数とグローバル変数

Pythonでは、以下2つの関数が存在します。

  • ローカル変数：関数内で定義された変数
  • グローバル関数：関数外で定義され、プログラム全体からアクセス可能な変数

以下にその使用例を示します。

x = 10  # グローバル変数

def func():
    y = 5  # ローカル変数
    print(x)  # Output: 10
    print(y)  # Output: 5

func()
print(x)  # Output: 10
print(y)  # NameError: name 'y' is not defined

ローカル変数「y」は、関数の外から参照できません。

インスタンス変数とクラス変数

Pythonのクラスでは、インスタンス変数とクラス変数が使用されます。

インスタンス変数はインスタンスごとに独立した変数で、インスタンス作成時に値を代入。

クラス変数は、そのクラスの全インスタンスで共有され、同じものになります。

class MyClass:
    class_var = 0  # クラス変数

    def __init__(self, x):
        self.instance_var = x  # インスタンス変数

特殊な変数とその利用法

Pythonには、特殊な目的を持つ変数も存在します。

たとえば_（アンダースコア）変数は、最後に評価された式の結果を保持します。

これは対話型セッションで特に便利です。

a = 5
b = 10
_ = a + b  # 15が代入される
print(_) #出力：15

実践！変数の操作練習

こちらでは、「変数の操作を通じたPythonの練習」についてお伝えします。

  • 練習問題の設定
  • 練習問題の解説
  • 練習問題の解答例

練習問題の設定

以下のコードは、変数の使用例です。

それぞれの変数がどのように使用されているかを説明してください。

x = 10
y = "Hello, World!"
z = [1, 2, 3]

練習問題の解説

ここでは整数、文字列、リストという3つの基本的なPythonのデータ型が使用されています。

それぞれの型は異なる情報を保持しており、それぞれに対してPythonが提供する特定のメソッドや操作が可能です。

練習問題の解答例

回答例です。

  • 変数x：数値10を保持。数値データは、数学的演算が可能です
  • 変数y：文字列データを保持。文字列データは、文字列に関連するメソッドを使用できる
  • 変数z：リストを保持。リストは複数の値を順序付きで保持するためのデータ型で、要素の追加や削除などの操作が可能です

変数に関するよくある質問と回答

Q: 変数名に使えない文字は何ですか？

A: Pythonの変数名には英字(大文字・小文字を問わず)、アンダースコア、数字(ただし先頭には置けません)を使用できます。
予約語(例：for, while, ifなどの制御構造のキーワード)は変数名として使用できません。

Q: 変数の型はどのように確認できますか？

A: Pythonの組み込み関数であるtype()を使用して、変数の型を確認することができます。

x = 10
type(x)

Python変数の使用法まとめ

当記事では、以下のようなことを学びました。

  • Pythonにおける変数の基本的な定義方法
  • 動的型付けの仕組み
  • 変数の削除方法
  • 変数の種類とその使用例

変数はPythonの根本的な概念で、適切に使いこなすことでプログラムの表現力と柔軟性が大幅に向上します。

今後の学習では、変数に関する深い理解を更に深めることをおすすめします。

変数の役割とその使用法を理解することは、より複雑なプログラムを書くための重要なステップです。

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