Pythonで始めるプログラミング入門

Pythonで始めるプログラミング入門

ジャンル
発行年月日
2015/10/13
判型
A5
ページ数
160ページ
ISBN
978-4-339-02498-2
Pythonで始めるプログラミング入門
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定価

2,200(本体2,000円+税)

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本書はプログラミング言語Python の基礎と初歩的な例題に基づくプログラミング入門を目的とした本であり,教科書として半期の授業で学べるような内容になっている。例題は入門としてふさわしいものを厳選したので,実際にソースコードをパソコンに打ち込んでみて,どのような実行結果になるかを確認しながら,ソースコードの解説を読んでみてほしい。また,演習問題は読者の理解を定着させる上で非常に重要なので,自力で問題に挑戦してほしい。なお,付録には演習問題の完全な解答を示したので,自分が作ったプログラムと照らし合わせて確認されると本物の実力がつくものと思われる。

本書は第I部の基礎編と第II部の展開編により構成されている。第I部ではプログラミング言語Python の基礎的な内容を,第II部ではPythonを用いた数値計算などの展開的な内容を収録している。
まず基礎編を始める前に,1章「導入」では,Pythonというプログラミング言語を用いてプログラム開発を始めるにあたり,必要な諸概念と,コンピュータ環境の準備について解説する。
基礎編は2章から始まり,2章「変数と計算」では,プログラムを構成する最も基本的な要素である文と式とその書き方について解説し,プログラムの基礎概念である変数を用いた計算方法について述べる。Pythonでは計算の対象となるものはすべてオブジェクトと呼ばれ,変数もオブジェクトである。オブジェクトはその型によって性質が異なるため,それぞれの型に関する性質や計算方法についても解説する。
3章「制御構文」では,条件分岐文や繰り返し文のための制御構文について解説し,ブロックの具体例については,各制御構文の節で紹介していく。
4章「関数」では,まずいくつかの組込み関数について,その機能と使い方を紹介する。つぎに関数の定義の仕方とその利用方法について述べる。
5章「クラスとオブジェクト指向」では,オブジェクト指向プログラミングについてその概要とPythonでの実現方法を,具体例を挙げながら詳しく解説する。
展開編は6章から始まる。6章「ファイル操作」では,7章以降で必要となるファイルの操作(読み書き)について解説する。特に,データを(,)(カンマ)区切りで並べて記述するCSV形式のファイルの取り扱いについて詳しく取り上げる。
7章「整数を扱う計算」では,扱う対象を整数に絞り,素数の判定や素因数分解,ユークリッドの互除法といった基礎的な概念をプログラミングで実現する手法について解説する。
8章「数値計算」では,数値計算を行うプログラムの初歩として,方程式の解を求める解法,導関数の値を求める解法,定積分の値を求める解法をそれぞれ具体的なアルゴリズムとともに解説する。
9章「ベクトルと行列」では,リストを用いてベクトルや行列を表現し,演算を定義する方法について解説する。
10章「最適化問題」では,複雑な最適化アルゴリズムを扱うのではなく,十分に全列挙が可能な一つの問題を取り上げて,これを解く基本的な解法について解説する。

1. 導入
1.1 Pythonとプログラム
 1.1.1 プログラムとは
 1.1.2 Pythonとは
1.2 Pythonのインストール
1.3 プログラムの作成と実行
1.4 ライブラリ
1.5 開発環境について

第I部 基礎編
2. 変数と計算
2.1 文と式
2.2 変数とオブジェクト
 ◆ 型と演算子
 節末問題
2.3 文字列の演算
 節末問題
2.4 リスト
 ◆ 要素の追加・削除と検索
2.5 辞書
2.6 その他のデータ型
 2.6.1 タプル
 2.6.2 集合
Coffee Break(Pythonという名前)

3. 制御構文
3.1 条件分岐if文
 ◆ if文の入れ子構造
 節末問題
3.2 繰り返し処理while文
 節末問題
3.3 繰り返し処理for文
 ◆ リストの内包表記
3.4 繰り返しの入れ子構造
3.5 繰り返し処理の中の条件分岐
3.6 繰り返し処理の中止と継続
 3.6.1 break文
 3.6.2 continue文
章末問題

4. 関数
4.1 組込み関数
 4.1.1 数値を扱う組込み関数
 4.1.2 イテラブルなオブジェクトを扱う組込み関数
 4.1.3 その他の組込み関数
4.2 モジュールのインポート
4.3 関数の定義
 4.3.1 関数の定義
 4.3.2 ローカル変数とスコープ
 4.3.3 参照渡しと値渡し
 4.3.4 再帰呼び出し
Coffee Break(数当てゲームを作ってみよう)
章末問題

5. クラスとオブジェクト指向
5.1 メソッドの利用
 5.1.1 listメソッド
 5.1.2 辞書型のメソッド
 5.1.3 文字列のメソッド
5.2 クラスとインスタンス
章末問題

第II部 展開編
6. ファイル操作
6.1 ファイルの読込み
6.2 ファイルの書込み
6.3 CSVファイルの操作
 6.3.1 CSVファイルの読込み
 6.3.2 CSVファイルの書込み

7. 整数を扱う計算
7.1 約数と素数
 ◆ エラトステネスのふるい
 節末問題
Coffee Break(巨大な素数)
7.2 素因数分解
 節末問題
7.3 最大公約数
 ◆ ユークリッドの互除法
 節末問題

8. 数値計算
8.1 方程式の解
 8.1.1 二分法
 8.1.2 ニュートン法
 節末問題
8.2 微分
8.3 定積分
 8.3.1 区分求積法
 8.3.2 台形公式を用いた解法
 8.3.3 モンテカルロ法
 節末問題

9. ベクトルと行列
9.1 ベクトルの演算
9.1.1 ベクトルの和
9.1.2 ベクトルの内積
節末問題
9.2 行列の演算
9.2.1 行列の和
9.2.2 行列の積
章末問題

10. 最適化問題
10.1 ナップサック問題
章末問題

付録
A.1 Pythonのインストール
 A.1.1 Python3.4.3のインストール
 A.1.2 Anacondaのインストール
A.2 ライブラリ
 A.2.1 ライブラリのインストール
 A.2.2 NumPy
 A.2.3 SciPy
 A.2.4 Matplotlib

節末問題解答例
章末問題解答例
索引

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