カテゴリー: Python

この記事を読むことで、

・関数で立体図形の体積を算出

・Pythonでの累乗（二乗、三乗）などの書き方

・ドリルの様に演習してPythonの関数に慣れる

についての概要が掴めます。

■ 立方体の体積を求める ■

立方体についてですが、例えばサイコロも立方体です。
体積の求め方は、縦、横、高さをそのままかけた値です。

立方体は縦、横、高さの全てが同じ長さです。
今回は3cmの立方体の体積を求めます。

まず、辺の長さをここで定義しています。

side=3

次に関数を呼び出します。

volume=cube(side)

立方体の体積を求めるcube関数が引数にside（今回は3cm）で呼び出されました。

では、cube関数のコードです。

#立方体の体積を計算する関数
def cube(x):
    return x**3

このxの所に3が入って3乗の計算結果をreturnで返しています。
二乗でも考え方は同じですが、三乗ではこのように書いています。

x**3

それが戻り値としてvolumeに入ります。

volume=cube(side)

ここまでのコードと実行結果です。

#立方体の体積を計算する関数
def cube(x):
  return x**3

#辺の長さを定義
side=3

#関数を呼び出し
volume=cube(side)

#立方体の体積を表示
print('立方体の体積は【'+str(volume)+'】cm^3です。')

■ 直方体の体積を求める ■

では次に、直方体の体積を求めます。

直方体の体積は、タテ×ヨコ×高さなので、この様にコードを書き換えました。
関数の名前を図形ごとに変えるのは手間ですので、これ以降「figure3d」という名称に致しました。

コードと実行結果です。

#直方体の体積を計算する関数
def figure3d(x,y,z):
  return x*y*z

#タテ、ヨコ、高さの辺の長さを定義
vertical=3
beside=5
height=7


#関数を呼び出し
volume=figure3d(vertical,beside,height)

#直方体の体積を表示
print('直方体の体積は【'+str(volume)+'】cm^3です。')

■ 三角錐の体積を求める ■

底面積である三角形の面積に高さをかけて3で割っています。

ここではタテ4cm、ヨコ5cm、高さ6cmとしています。
また、底面積が三角形であることと何々錐で3で割っているため、整数で求めています。
コードと実行結果です。

#三角錐の体積を計算する関数
def figure3d(x,y,z):
  return x*y/2*z/3

#タテ、ヨコ、高さを定義
vertical=4
beside=5
height=6


#関数を呼び出し
volume=figure3d(vertical,beside,height)

#三角錐の体積を表示
print('三角錐の体積は【'+str(int(volume))+'】cm^3です。')

■ 四角錐の体積を求める ■

次に四角錐（ピラミッド型）の体積を求めます。
こちらは、タテ5cm、ヨコ5cm、高さ6cmとしています。

#四角錐（ピラミッド）の体積を計算する関数
def figure3d(x,y,z):
  return x*y*z/3

#タテ、ヨコ、高さを定義
vertical=5
beside=5
height=6


#関数を呼び出し
volume=figure3d(vertical,beside,height)


#四角錐の体積を表示
print('四角錐（ピラミッド形）の体積は【'+str(int(volume))+'】cm^3です。')

■ 円柱の体積を求める ■

円柱の体積は、円の面積に高さをかけて求めるので、円周率πを使うため、mathモジュールをインポートしました。
また、円周率は桁数が長いので、小数点以下3桁まで求める様にしました。

ここではこの記事に合わせて、円の半径を5cm、円柱の高さを10cmとしています。

#円周率πを使うため、mathモジュールをインポートする
import math

#円柱の体積を計算する関数
def figure3d(r,h):
  return math.pi*r**2*h

#半径と高さを定義
radius=5
height=10


#関数を呼び出し
volume=figure3d(radius,height)

#小数点以下3桁まで求める
volume=round(volume,3)

#円柱の体積を表示
print('円柱の体積は【'+str(volume)+'】cm^3です。')

■ 円錐の体積を求める ■

最後に円錐（道路などにあるコーン）の体積を求めます。

底円の面積に高さをかけて3で割ると求められます。
円周率πを使うので、mathモジュールをインポートしています。
ここでは半径を4cm、高さを6cmとしています。

#円周率を使うため、mathモジュールをインポートする
import math


#円錐の体積を計算する関数
def figure3d(r,h):
  return math.pi*r**2*h/3

#半径と高さを定義
radius=4
height=6


#関数を呼び出し
volume=figure3d(radius,height)

#小数点以下３桁まで求める
volume=round(volume,3)

#円錐の体積を表示
print('円錐（コーン形）の体積は【'+str(volume)+'】cm^3です。')

お疲れ様でした。ブレイクタイムPhotoは、

稲村ヶ崎海岸です。江ノ電で行きました。

ご精読ありがとうございました。

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この記事を読むことで、

Pythonの関数をカレーライスを作る例を通して理解

簡単な平面図形の面積が求められる

についての概要が掴めます。

関数とは、ざっくり言って、「カレー鍋」です。
鍋に入れる「ジャガイモ、ニンジン」が引数、出てきた料理が戻り値です。

それでは、肩の力を抜いて、長方形、三角形、台形の面積を使いながら関数に慣れて行きましょう！

■ 長方形の面積を求める ■

最初に、縦5cm、横3cmの長方形の面積を計算します。
コードと実行結果を載せます。

#長方形の面積を計算する関数
def rectangle(x,y):
  return x*y

#長方形の縦と横の長さを設定
vertical=5
beside=3

#長方形の面積を計算する関数を呼び出して戻り値をareaとする
area=rectangle(vertical,beside)

print('長方形の面積は【'+str(area)+'】cm^2+です。')

では、簡単ですが、このプログラムをトレースしてみます。
長方形面積は、「縦×横」ですね。

変数verticalに縦の長さをここでは「5」、変数besideに横の長さをここでは「3」とします。

長方形はrectangleなので、長方形を計算する関数をrectangleとしました。
ですので、カレー鍋がrectangleになります。

area=rectangle(vertical,beside)

これで、rectangleというカレー鍋に、ジャガイモのverticalと、ニンジンのbesideが入って煮込みます。

def rectangle(x,y): 
　return x*y

鍋に入れるときに、verticalはx、besideはyに入ります。

verticalやbesideが引数と呼ばれることに対し、x,yは仮引数と呼ばれます。

return x*y

で、出来上がったカレーライスがお手元に届けられます。

コードの縦verticalと横besideの値を変えると、当然求まってくる長方形の面積も変わりますので、コードを書き換えてみます。

縦8cm、横11cmにしてみます。

#長方形の面積を計算する関数
def rectangle(x,y):
  return x*y

#長方形の縦と横の長さを設定←ここの長さを変える
vertical=8
beside=11

#長方形の面積を計算する関数を呼び出して戻り値をareaとする
area=rectangle(vertical,beside)

print('長方形の面積は【'+str(area)+'】cm^2+です。')

ここで変数や関数名のことですが、基本的に英語にしますので、ローマ字でtate、yoko,chouhoukeiとは書かずに、縦（vertical）や横（beside）や長方形（rectangle）という名前にします。

英語が苦手でも今はGoogle翻訳なども使えるので、変数名を決める時の参考にしています。

■ 三角形の面積を求める ■

今度は三角形を求められるようにコードを改変してみます。
関数の戻り値のところを2で割ると、お馴染みの公式、底辺×高さ÷2ですね。
割り算をしているので、int関数を使って整数値を求めています。

#三角形の面積を計算する関数
def triangle(x,y):
  return int(x*y/2)

#三角形の底辺と高さ
bottom=4
height=3

#三角形の面積を計算する関数を呼び出して戻り値をareaとする
area=triangle(bottom,height)

print('三角形の面積は【'+str(area)+'】cm^2+です。')

実行結果です。

■ 台形の面積を求める ■

最後に台形を求めるプログラムに変更致します。
台形（trapezoid）は、

(上底＋下底)×高さ÷2

で求められます。

上底を5cm、下底を7cm、高さを4cmをします。
コードと実行結果です。

#台形の面積を計算する関数
def trapezoid(x,y,z):
  return int((x+y)*z/2)

#台形の上底と下底と高さ
top_side=5
bottom_side=7
height=4

#台形の面積を計算する関数を呼び出して戻り値をareaとする
area=trapezoid(top_side,bottom_side,height)

print('台形の面積は【'+str(area)+'】cm^2+です。')

関数って最初は面倒でしたが、慣れるととても便利です。
各機能が分かりやすくなって、コードも見やすくなります。

ざっとまとめると、関数がカレー鍋、引数がジャガイモやニンジン、戻り値が出来上がったカレーです。

お疲れ様でした。ブレイクタイムPhotoは、

しながわ花海道に咲いていた、アオイ科のムクゲです。

ご精読ありがとうございました。

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この記事を読むことで、

・ループの基本的なコードの書き方

・上記を内包表記ではどのように書くのかの対応付け

・標準入力の使い方

の理解出来ます。

特に内包表記は通常のループの表記と一つずつ対応付けて書きましたので、この記事を読に終わる頃には内包表記にある程度慣れてくると思います。

今回標準入力でキーボードから入力させる文字列は、ドラマ「不適切にもほどがある!」の中から選んだセリフ、「宜保愛子じゃない!!」です。

この記事の前編として、Pythonでループの基礎2つずつ増加と標準入力「同情すんなら金をくれ！」を掲載しました。

今回は、その記事の後編となります。

まずは基本的なループです。
0から4までの数を表示します。

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

このコードを内包表記で書くと、たったの1行で済みます。

[print(i) for i in range(5)]

実行結果です。

内包表記は、

[ 計算(表示)結果 いつものfor文 ]

という書式になります。
別の例として、この数列を2倍にすることも可能です。

＜2倍の基本的な書き方＞

for i in range(5):
  print(i*2)

＜2倍の内包表記＞

[print(i*2) for i in range(5)]

実行結果です。

では、30から-3ずつカウントダウンしていくコードです。

＜基本的なコード＞

for i in range(30,0,-3):
  print(i)

＜内包表記＞

[print(i) for i in range(30,0,-3)]

実行結果です。

それでは、いよいよ、ドラマ「不適切にも程がある（ふてほど）」の「宜保愛子じゃない!!」を指定の回数だけ表示させる、基本のFor文のコードと、内包表記の解説に移ります。

標準入力でキーボードから「宜保愛子じゃない!!」を入力してループで指定の回数までを表示するコードです。

＜基本的なループ＞

#表示する回数
N=5

#名セリフを入力←標準入力
print("あなたの好きなセリフを入力して下さい--->>>",end="")
msg=input()

#基本的なループ
for i in range(N):
  print(str(i)+":"+msg)

＜内包表記＞

#表示する回数
N=5

#名セリフを入力←標準入力
print("あなたの好きなセリフを入力して下さい--->>>",end="")
msg=input()

#内包表記
[print(str(i)+":"+msg) for i in range(N)]

実行結果です。

お疲れ様でした。ブレイクタイムPhotoは、

いたばし花火大会2025です。

ご精読ありがとうございました。

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この記事を読むことで、

・Python始めたばかりで、ループの書き方ってどうやるのか分からないんだけど・・・。

・Pythonのループで２ずつ増加（1個飛ばし）ってどうやるの？

・逆に減らすのは？

・好きな文字列をループで指定した回数分表示させたい

が理解出来、更に標準入力と組み合わせて学習出来ます。

■ ループの基礎 ■

まずは基本的なループです。
0から19までの数を表示します。

for i in range(20):
  print(i)

このようにrangeで指定する場合は、その数未満の数が対象になるので、0〜19までが表示の対象となります。実行結果です。

■ 2つずつ増加 ■

次に２つずつの増加のループに書き換えます。
rangeのカッコ内に

range（開始 , 終了（指定の数未満）, 増加分）

と書きます。
以下が2つずつ増加するループのコードと実行結果です。

for i in range(0,20,2):
  print(i)

■ ループで減少 ■

次に数を減らす場合は、

range(開始 , 終了（その数を含まない）, 減らす分)

ここでは、30から1までを3ずつ減らすコードと実行結果を記載します。

for i in range(30,0,-3):
  print(i)

3つずつ減らされていることと、0は含まれていないことが確認できました。

■ ループで好きな言葉を繰り返し表示 ■

では、今度は指定の数だけドラマの名台詞を表示させてみます。

好きな文字列表示に使う具体例は、ドラマの名台詞です。
「同情すんなら金をくれ！」
「僕は死にません！！」

の2つのセリフを使います。

平成の名ドラマ「家なき子」の安達祐実さんのセリフ、「同情すんなら金をくれ！」を、5回表示させます。
Nに表示回数の5、msgにセリフを入れてコードを書いて実行します。

#セリフを表示させる回数
N=5

#ドラマの名セリフ
msg="同情すんなら金をくれ！！"

for i in range(N):
  print(msg)

名セリフが5回出力されました。
あの頃の安達祐実さんの表情が蘇ります（涙）

それで、range(5)は5未満なのに、5回表示されるのは何故？
4回になるのでは・・・。と思われたアナタ、鋭いです！！

print文を下記の様に変更して、ループの変数「i」も同時に表示させてみます。
数値を文字列と一緒に表示する場合は、strを用います。
数字と文字列の間に「:」を「+」で連結しています。

print(str(i)+’:’+msg)

コードと実行結果です。

#セリフを表示させる回数
N=5

#ドラマの名セリフ
msg="同情すんなら金をくれ！！"

for i in range(N):
  print(str(i)+':'+msg)

セリフを変えるには、変数msgを変更します。

#セリフを表示させる回数
N=5

#ドラマの名セリフ ← ここを変更
msg="僕は死にません！！"

for i in range(N):
  print(str(i)+':'+msg)

武田鉄矢さんの金八先生とは全く異なるキャラで必死な愛を感じました。
ただ当時、どこかの中学生の男子が真似して車の運転手に怒られていたという話を噂程度に聞いたことがあります。

■ ループで標準入力 ■

では、ドラマのセリフを標準入力を使って、都度変更させるコードにしてみます。

print('あなたが好きな名セリフを入力して下さい--->>',end='')

end=”で、改行しないで直後に入力できるようにしている。

標準入力はinput関数を使用して、msgに代入しています。

msg=input()

では、コードと実行結果です。

#表示する回数
N=5

#ドラマの名台詞←ここを標準入力に変更
print('あなたが好きな名セリフを入力して下さい--->>',end='')
msg=input()

for i in range(N):
    print(str(i)+':'+msg)

例えば、「不適切にもほどがある」の「宜保愛子じゃない！！」などを入力してみるのも面白いかも知れません。
宜保愛子さん、すっごく久しぶりに名前を聞きました。

（「愚か者」と「ギンギラギン」は、ブログで書いちゃっても良いのかな・・・？）

お若い方にとって、「宜保愛子って誰？？」だと思われるかも知れませんので、簡単に書くと、「タレント、霊能力者、作家」です。

この記事の後半は、こちらで扱ったコードを中心に、基本のFor文コードと内包表記でのコードを対応付けていきます。
Pythonでループの基礎と内包表記を対応付けて解説「宜保愛子じゃない!!」

お疲れ様でした。ブレイクタイムPhotoは、

マクセルアクアパーク品川（水族館）の写真です。

ご精読ありがとうございました。

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この記事を読むことで、

・Pythonの二乗・3乗などの累乗の計算

・円周率を使った計算で円の面積を求める関数

・球の体積を求める関数

・円周を求める関数

・小数点以下を含めた桁の指定

の概要が掴めます。

用意する関数は、

・円の面積を求める関数area（引数:半径r）
・球の体積を関数globe（引数:半径r）
・円周を求めるcircle（引数:半径r）

です。

今回は引数の半径rは共通なので、それぞれの関数呼び出しの前に、ここでは半径rを5cmとしているので、

r=5

を記述しました。

それぞれの関数の呼び出しのコードです。
上から、円の面積、球の体積、円周の長さです。

#それぞれの関数の呼び出し
area_ans=(area(r))   #円
globe_ans=(globe(r)) #球
circle_ans=circle(r) #円周

上記の3つの関数を呼び出して、そこで計算した値（戻り値）をそれぞれ

area_ans（求めた円の面積）
globe_ans（求めた球の体積）
circle_ans（求めた円周の長さ）

に代入して、小数点以下も含めた桁指定をして、結果を表示します。

円周率を扱うのに、モジュールをインポートしています。

#円周率を扱うのに、インポートしている
import math

円の面積を計算するのに、事情はr**2で半径の二乗を求めています。
**の後を3にする球体や立方体など３次元の体積が求められます。

#円の面積を計算。**で二乗を使っている
def area(r):
    return r**2*math.pi

円周率はご存知の通り、3.14159265359…と桁数が膨大なので、戻り値の表示はここでは整数も含めた5桁で表示します。
コードはこの様になります。

#桁数を指定して表示
print('円の面積は'+'{:.5}'.format(area_ans)+'cm ^2です。')
print('球の体積は'+'{:.5}'.format(globe_ans)+'cm ^3です。')
print('円周は、'+'{:.5}'.format(circle_ans)+'cmです。')

■ 円の面積 ■

では、まずは円の面積を求めます。
コードと実行結果です。

import math

#円の面積を計算。**で二乗を使っている
def area(r):
  return math.pi*r**2

#半径
r=5
area_ans=area(r)


#桁数を指定して表示
print('円の面積は'+'{:.5}'.format(area_ans)+'cm ^2です。')

■ 球の体積 ■

次に球の体積を求めます。
公式は、

V=\frac{4}{3}πr^{3}

ですので、体積を計算する関数のコードは、

#球の体積を計算。**で3乗を使っている
def globe(r):
    return 4/3*math.pi*r**3

となります。

コードと実行結果です。

import math

#円の面積を計算。**で二乗を使っている
def area(r):
  return math.pi*r**2

#球の体積を計算。**で3乗を使っている
def globe(r):
    return 4/3*math.pi*r**3


#半径
r=5

#関数を呼び出し
area_ans=area(r)#円の面積
globe_ans=globe(r)#球の体積

print()

#桁数を指定して表示
print(' 円の面積は'+'{:.5}'.format(area_ans)+'cm ^2です。\n')
print(' 球の体積は'+'{:.5}'.format(globe_ans)+'cm ^3です。\n')

結果表示のprint文の最後の改行は、「\n」を使っています。
macをお使いの方は、[option]+[¥]で「バックスラッシュ」が表示されます。

■ 円周の長さ ■

最後に円周の長さを求めます。

#円周を求める
def circle(r):
    return 2*math.pi*r

コードと実行結果です。

import math

#円の面積を計算。**で二乗を使っている
def area(r):
  return math.pi*r**2

#球の体積を計算。**で3乗を使っている
def globe(r):
    return 4/3*math.pi*r**3

#円周を求める
def circle(r):
    return 2*math.pi*r


#半径
r=5

#関数を呼び出し
area_ans=area(r)#円の面積
globe_ans=globe(r)#球の体積
circle_ans=circle(r)#円周の長さ

print()

#桁数を指定して表示
print(' 円の面積は'+'{:.5}'.format(area_ans)+'cm ^2です。\n')
print(' 球の体積は'+'{:.5}'.format(globe_ans)+'cm ^3です。\n')
print(' 円周は、'+'{:.5}'.format(circle_ans)+'cmです。\n')

お疲れ様でした。ブレイクタイムPhotoは、

スカイツリーからの眺めです。

ご精読ありがとうございました。

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