【Python】よくわかるfor文の書き方、rangeの使い方【入門第21回】

104, 2019-08-14

こんにちは、narupoです。

今回はPythonのfor文をやりたいと思います。
for文は、単純作業を自動化したい時に使われます。

たとえば幽霊が皿を数えるとしましょう。
皿を数えるごとに「皿がn枚……」とprintするわけです。
皿が100枚とかあったらめんどくさいですよね。
でもfor文が使えれば簡単に書くことが出来ます。

この記事では↓を見ていきます。

for文の書き方
rangeの使い方
rangeの正体

for文はif文と同じく、プログラミングでは無くてはならないメジャーな文です。
この記事で覚えておきましょう。

for文の書き方

for文は↓のように書きます。

:::python
for i in range(4):
    print(i)

このfor文は「4回繰り返せ」というfor文です。
このfor文を実行すると、↓のような結果になります。

1つずつ見ていきましょう。

まずforの部分です。これはそのまま、forと書くのが約束です。これがfor文と言われるゆえんです。
次にiですが、これはカウント変数と呼ばれています。
↑のfor文ではコロン（:）以下のインデントされたコードが4回実行されますが、回数が増えるごとにこのカウント変数の値が増加します。
次にinですが、これはfor文の一部です。
その次のrange(4)は、値の範囲を設定しています。range()の中の数値が繰り返す回数です。
i in range(4)というのは、range(4)からカウント変数を取り出していると見ることも出来ますね。
その次にコロン（:）を書きます。そしてこのコロン以降のインデントされたコードが、for文で実行されます。

つまり、↑のfor文は↓のように捉えることが出来ます。

for カウント変数 in range(繰り返す回数):
    print(カウント変数)

先ほどのfor文を改造して8回繰り返すようにして見ましょう。
その場合は↓のようにします。

:::python
for i in range(8):
    print(i)

range(4)がrange(8)になっていますね。
カウント変数の出力方法も変えてみましょう。

:::python
for i in range(8):
    print(i, '回目のループです')

↑のコードの実行結果は↓のようになります。

0 回目のループです
1 回目のループです
2 回目のループです
3 回目のループです
4 回目のループです
5 回目のループです
6 回目のループです
7 回目のループです

このようにカウント変数は0ベース（0オリジン）でカウントされます。
コロン（:）以降のインデントされたコードはもちろん複数書くことができます。
たとえば↓のようにです。

:::python
for i in range(2):
    print('これが何回目のループか')
    print('おれたちゃ知らない')
    print('知りたくもない')

↑のコードの実行結果は↓のようになります。

これが何回目のループか
おれたちゃ知らない
知りたくもない
これが何回目のループか
おれたちゃ知らない
知りたくもない

rangeの使い方

for文でループの方法を制御するには、rangeの使い方を覚える必要があります。
たとえば0から4までループを回したい時は↓のようにしました。

:::python
for i in range(4):
    print(i)

これは↓のように書き直すことも出来ます。

:::python
for i in range(0, 4):
    print(i)

rangeがrange(0, 4)になっていますね。
これは「0から4より下まで」という意味です。
range(4)のようにすると、rangeは勝手にrange(0, 4)のように解釈します。
よって、range(4)と書いてもrange(0, 4)と書いても同じ意味になります。

「2から4より下まで」という条件でループしたい場合は↓のようにします。

:::python
for i in range(2, 4):
    print(i)

↑のコードの実行結果は↓のようになります。

2
3

開始位置が2からになり、終了位置が4より下までになっています。

rangeはデフォルトでは1ずつカウントします。
このカウント量を変更したい場合はrangeの3番目に数値を指定します。

:::python
for i in range(0, 4, 2):
    print(i)

↑のコードの実行結果は↓のようになります。

0
2

カウントが2ずつになっていますね。
もちろん3にしたり10にしたりすることも可能です。

:::python
for i in range(0, 9, 3):
    print(i)

for i in range(0, 50, 10):
    print(i)

3番目の数値は負数を指定することも出来ます。
負数を指定するとカウント変数を減らしていくことが可能です。
たとえば「4から0より上まで1ずつ減らしていく」場合は↓のようにします。

:::python
for i in range(4, 0, -1):
    print(i)

↑のコードの実行結果は↓のようになります。

負数も-2とか-10とか、好きな値を指定できます。

rangeの正体

ここらへんはちょっと難しい話なので、興味のない人はスルーしてOKです。
rangeとはいったいなんなのか？　という話です。

rangeはPythonに組み込まれているクラスです。
いままでtypeというのも使ってきましたが、このtypeもクラスなので、同じものです。
このようにPythonには最初から組み込まれている（最初から何もしなくても利用できる）クラスや関数やオブジェクトがたくさんあります。

rangeにカッコ（()）をつけると、Pythonはrangeクラスからオブジェクトを生成します。
そのオブジェクトはfor文で回せる仕様になっています。
このようなオブジェクトをPythonではシーケンス型と言います。
シーケンス型のオブジェクトはrangeのほかにもlistやtupleがあります。