Pythonのfor文によるループ処理まとめ！for inも！

Pythonのfor文によるループ処理をする方法を知りたいときはないでしょうか。

けど、そんな中で悩むことは、

ですよね。

今回はそんなお悩みを解決する

についてまとめます！

Pythonのfor文によるループ処理をについて

はじめに

Pythonのforループは、開発者が一連の要素を繰り返し処理し、コードのブロックを繰り返し実行することができる強力なツールです。

しかし、初心者の方にとって、forループの構文や機能はわかりにく難点があります。

そこで今回は、Pythonのforループをかんたんに説明し、ループ処理をさくっと使えるようなガイドを作成しました。

経験豊富な開発者であれば、振り返りとして利用してもらえばと思います。

Pythonのforループは、反復処理のための繰り返し構文であり、指定された回数または指定されたオブジェクトの各要素を繰り返し処理することができます。

forループは、特定の要素に対して同じアクションを繰り返し実行する必要がある場合に特に役立ちます。

Pythonのforループは、他のプログラミング言語のforループとは異なり、リスト、文字列、辞書、セット、タプルなどのさまざまなオブジェクトを扱うことができます。

タカヒロ

Pythonのfor文によるループ処理のパターンは多く扱うのが大変ですよね。ただ慣れると便利ですので試してもらえばと思います！

Pythonのforループの構文

Pythonのforループの基本構文は、次のようになります。

for variable in sequence:
    # code block

forループでは、変数がシーケンスの各要素に自動的に割り当てられます。

その後、forループ内で指定されたコードブロックが実行されます。次に、forループは次の要素に移り、変数が新しい値に更新され、新しいコードブロックが実行されます。

Pythonのforループの種類

Pythonのforループには、いくつかの種類があります。これらは、ループで使用されるオブジェクトの種類に基づいて決定されます。

range関数を使用したPythonのforループ

range関数を使用して、指定された範囲内の数字を生成し、Pythonのforループで使用することができます。次の例では、range関数を使用して、0から4までの数値を生成しています。

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

このforループは、0から4までの数値を出力します。

enumerate関数を使用したPythonのforループ

enumerate関数は、Pythonのforループで使用される別の関数です。反復可能なオブジェクトを受け取り、各要素のインデックスと値の両方を返します。

fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']
for index, value in enumerate(fruits):
    print(index, value)

このforループは、次のように出力されます。

zip関数を使用したPythonのforループ

zip関数は、複数の反復可能なオブジェクトを受け取り、各オブジェクトの要素をまとめて返します。

fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']
colors = ['red', 'yellow', 'green']
for fruit, color in zip(fruits, colors):
    print(fruit, color)

出力結果です。

ネストされたPythonのforループ

ネストされたPythonのforループは、forループを別のforループに組み込むことで作成されます。二次元配列など複数の反復処理が必要な場合によく利用される形式です。

for i in range(3):
    for j in range(3):
        print(i, j)

結果です。

0 0
0 1
0 2
1 0
1 1
1 2
2 0
2 1
2 2

ループ制御ステートメント – break、continue、pass

Pythonのforループには、ループ処理を制御するためのいくつかの制御ステートメントがあります。3つの主要なループ制御ステートメントについて紹介します。

breakステートメント

breakステートメントは、ループ処理を中断するために使用されます。forループ内でbreakステートメントが実行されると、ループ処理は直ちに終了し、次のコードブロックが実行されます。

fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']
for fruit in fruits:
    if fruit == 'banana':
        break
    print(fruit)

次のように出力されます。

continueステートメント

continueステートメントは、ループ処理を継続するために使用されます。forループ内でcontinueステートメントが実行されると、現在のイテレーションが終了し、次のイテレーションが開始されます。

fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']
for fruit in fruits:
    if fruit == 'banana':
        continue
    print(fruit)

passステートメント

passステートメントは、コードブロックが必要ない場合に使用されます。forループ内でpassステートメントが実行されると、次のコードブロックが実行されます。

fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']
for fruit in fruits:
    pass

リスト内包表記とforループ

リスト内包表記は、Pythonのリストを生成するためのシンプルな方法です。
リスト内包表記を使用すると、Pythonのforループを1行のコードにまとめることができます。

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
squares = [num**2 for num in numbers]
print(squares)

このforループは、次のように出力されます。

[1, 4, 9, 16, 25]

Pythonのforステートメントを使用したループ処理の例と使用法

Pythonのforステートメントを使用したループ処理の一般的な例です。

リストの反復処理

fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']
for fruit in fruits:
    print(fruit)

結果です。

文字列の反復処理

for char in 'hello':
    print(char)

結果です。

辞書の反復処理

person = {'name': 'John', 'age': 25, 'city': 'New York'}
for key, value in person.items():
    print(key, value)

結果です。

セットの反復処理

colors = {'red', 'green', 'blue'}
for color in colors:
    print(color)

結果です。

Pythonのforループ使用の際のベストな方法

Pythonのforループはいろいろなやり方があって悩むかとおもいますが、ループ処理を使用する場合のベストな方法についていくつか紹介したいと思います。

適切なコードのインデントを使用する

忘れてはならないインデントです。ほかのプログラム言語のように閉じ括弧がない代わりにインデントを使いますので、適切に配置するようにしましょう。

変数名を具体的にする

変数iはよく使われますが、あまり具体的とは言えず推奨はされません。例えば変数は複数個のコレクションなのか単一化によってfor num in numbers:のようにしたり、数値を扱うか文字列を扱うかで変数名をつけてもよいかもしれません。

適切なイテラブルオブジェクトを選択する

ループ処理はイテラブルオブジェクト（リスト、タプル、文字列、辞書など）の要素を反復処理するために使用されまので、適切なイテラブルオブジェクトを選択し、ループ内でその要素取得するようにしましょう。

breakとcontinueステートメントを使用する:

必要に応じて、ループの途中で処理を中断するためにbreakステートメントを使用しましょう。また、特定の条件が満たされた場合にループの次のイテレーションに移るためにcontinueステートメントを使用すると処理を継続することができます。

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
for num in numbers:
    if num == 3:
        break
    if num == 2:
        continue
    print(num)

結果です。

Pythonのforループのジェネレータについて

Pythonのforループには、イテラブルオブジェクトの他に、ジェネレータも使用できます。
ジェネレータは、反復処理のために要素を生成するオブジェクトであり、通常の関数とは異なり、yieldキーワードを使用して値を返します。

ジェネレータ関数の作成

ジェネレーターは、Pythonのforループで使用される反復可能なオブジェクトです。ジェネレーターは、値を必要に応じて生成し、メモリを節約することができます。

ジェネレータを作成するには、通常の関数の代わりにyield文を使用する必要があります。

yieldは、returnと同じように値を返しますが、その関数を一時停止し、次のyieldステートメントが呼び出されるまで処理を再開しません。

これにより、ジェネレータは反復処理に使用できる値が生成できる形になります。

以下は、ジェネレータ関数を作成する例です。

def my_generator():
    yield 1
    yield 2
    yield 3

for num in my_generator():
    print(num)

結果です。

Pythonのforループのジェネレータについて

Pythonのイテレーターは、反復処理に使用されるオブジェクトです。

イテレーターは、イテラブルオブジェクト（例：リスト、タプル、セットなど）の各要素を1つずつ取得するために使用されます。

なお、イテレーターは、__iter__()と__next__()の2つの特殊なメソッドを実装する必要があります。

以下は、Pythonのイテレーターの例です。

class MyIterator:
    def __init__(self, start, end):
        self.current = start
        self.end = end
    
    def __iter__(self):
        return self
    
    def __next__(self):
        if self.current > self.end:
            raise StopIteration
        else:
            self.current += 1
            return self.current - 1

my_iterator = MyIterator(1, 5)

for num in my_iterator:
    print(num)

結果です。

1
2
3
4
5

上記のコードでは、MyIteratorというクラスが定義されています。

このクラスは、__iter__()と__next__()の両方のメソッドを実装しています。

__iter__()は、イテレーター自体を返し、__next__()は、次の要素を返します。

forループでは、MyIteratorオブジェクトをイテラブルとして使用していて、各要素が1つずつ取得され、出力されます。

さいごに

いかがでしょうか。

今回は、

についてまとめました。

また、他にも便利な方法がありますので、よろしければご参照頂ければと思います。