2023年12月8日に『現場ですぐに使える!最新pythonプログラミング逆引き大全450の極意』が出版されました。
目次の俯瞰
現場ですぐに使える! 最新Pythonプログラミング逆引き大全450の極意
第1章 Pythonの概要
1-1 Pythonの基本事項
001 Pythonとは
002 Pythonのダウンロードとインストール
003 VSCodeのダウンロードとインストール
1-2 VSCodeのインストールと開発環境の用意
004 VSCodeを日本語化する
005 VSCodeの画面を好みの色調に変える
006 VSCodeの画面構成を確認する
007 Pythonで開発するための拡張機能をインストールする
1-3 VSCodeにおけるNotebookを用いたプログラミング
008 ワークスペースを用意してNotebookを作成する
009 Notebookを利用して仮想環境を作成する
000 VSCodeのNotebook画面
011 Notebookでプログラムを実行する
1-4 VSCodeにおけるPythonモジュールを用いたプログラミング
012 ワークスペースを開いた状態から仮想環境を作成する
013 Pythonのモジュールを作成してプログラムを実行する
Column 仮想環境に関連付けられたターミナル
1-5 VSCodeを用いた外部ライブラリのインストール
014 VSCodeの［ターミナル］から外部ライブラリをインストールする
第2章 基本プログラミング
2-1 オブジェクトとデータ型
015 オブジェクトと変数
016 変数への代入
017 Pythonが扱うデータの種類
018 整数型
019 明示的にint型オブジェクトを生成する
Column 変数名を付けるときのルール
020 バイト列⇔int型オブジェクトの相互変換
021 浮動小数点数型
022 明示的にfloat型オブジェクトを生成する
023 無限大と非数
024 文字列型
Column 変数名の命名規則
025 論理型
026 値が存在しないことを示す
027 ソースコードに説明文を書く
2-2 演算
028 算術演算子
029 代入演算子
030 複合代入演算子による式の簡略化
031 演算子の優先順位
032 論理演算子
033 ビット演算子
034 2進数の仕組み
035 小数の誤差を許さない10進浮動小数点数型
2-3 フロー制御
036 フロー制御の構成要素
Column なぜ2進数？
037 プログラムの流れを変える
038 「もしも」を並べて複数のパターンに対応する
039 同じ処理を繰り返す
040 条件が成立したらforループを開始する
Column 補数の計算（int型の場合）
041 状況によって繰り返す処理の内容を変える
042 3つの処理をランダムに織り交ぜる
043 指定した条件が成立するまで繰り返す
044 無限ループを脱出する
045 ループ処理を途中で止めて次の繰り返しに移る
2-4 関数
046 処理だけを行う関数
047 引数を受け取る関数
048 処理結果を返す関数
049 パラメーター名を指定して引数を渡す
050 パラメーターに初期値を設定する
Column フロー制御の2つの意味
051 プログラム全体で有効な変数と関数内でのみ有効な変数
052 ローカル変数はグローバルスコープや他のローカルスコープから使えない
053 グローバル変数の操作
054 例外処理
2-5 リスト
055 任意の数のデータを一括管理する
056 作成済みのリストに要素を追加する
057 リストから要素を取り出す
058 リスト要素の先頭から連続してアクセスする
059 連続値を持つリストを自動生成する
060 リスト要素を切り出す
0061 リストの更新、要素の追加、削除
062 リストの要素数を調べる
063 リストに別のリストの要素を追加する
064 指定した位置に要素を追加する
065 特定の要素を削除する
066 リストの要素を調べる
067 リストの要素をソートする
068 リストのコピー
069 リスト要素をリストにする
070 リスト内包表記でリストを作る
071 リスト内包表記でif...elseで条件分岐する
072 リスト内包表記で多重リスト（2次元配列）を作る
073 リスト内包表記を入れ子にして多次元のリストを作る
074 リスト内包表記で2つのリストの要素をペアでまとめる
075 リスト内包表記でインデックス付きのリストを作る
2-6 タプル
076 「変更不可」のデータを一括管理する
2-7 辞書
077 キーと値のペアでデータを管理する
078 辞書要素の参照／追加／変更／削除
079 辞書のキーをまとめて取得する
080 辞書の値だけを取得する
081 辞書の要素をまるごと取得する
082 辞書のキーと値をforでイテレートする
083 2要素のシーケンスを辞書に変換する
084 辞書に辞書を追加する
085 辞書の要素をまるごとコピーする
086 辞書の要素を削除する
2-8 複数のシーケンスのイテレート
087 3つのリストをまとめてイテレートする
088 2つのリストの各要素をタプルにまとめたリストを作る
089 2つのリストから辞書を作る
090 内包表記で辞書を作成する
2-9 集合
091 要素の重複を許さないデータ構造
092 集合を使って重複した要素を削除／抽出する
093 ユニオン／インターセクション
2-10 特殊な関数
094 伸縮自在のパラメーター
095 キーと値がセットになったパラメーター
096 関数オブジェクトと高階関数
097 関数内関数とクロージャー
098 小さな関数は処理部だけの「式」にしてしまう
099 ジェネレーターから1つずつ取り出す
100 ソースコードを書き換えずに関数に機能を追加する
2-11 クラスとオブジェクト
101 オブジェクトを定義する
102 スーパークラスを継承してサブクラスを作る（継承①）
103 インスタンス変数とオブジェクトの初期化メソッドを定義する（継承②）
104 3つのサブクラスのメソッドをランダムに呼び分ける（継承③）
105 プログラム開始時にインスタンスを生成する（継承④）
106 プロパティを使う
107 プロパティにチェック機能を組み込む
2-12 クラス変数、クラスメソッド
108 クラス変数、クラスメソッドを使う
第3章 文字列と日付の操作
3-1 文字列操作の基本
109 複数行の文字列を扱う
110 「\」で文字をエスケープして改行やタブを入れる
111 「"こん" + "にちは"」で文字列を連結する
112 「'ようこそ' * 4」で文字列を繰り返す
113 文字列の長さを調べる
114 文字列の中から必要な文字だけ取り出す
115 特定の文字を目印にして文字列を切り分ける
116 特定の文字を間に挟んで文字列同士を連結する
117 文字列の一部を置き換える
118 書式を設定して文字列を自動生成する
119 小数点以下の桁数を指定して文字列にする
120 数値を3桁で区切る
121 先頭／末尾が指定した文字列であるか調べる
122 文字列の位置を調べる
123 指定した文字列がいくつ含まれているか、その個数を取得する
124 英文字、または英文字と数字であるかを調べる
125 小文字筐｡大文字／大文字筐｡小文字への変換
126 テキストを右揃え／左揃え／中央揃えにする
127 クリップボードにコピーした文字列を読み込む
128 クリップボードの文字列を分割して行頭にコメント記号「#」を付ける
3-2 文字列の一部除去
129 正規表現にマッチする文字列を削除
130 文字列両端の空白文字を取り除く
131 文字列両端から指定した文字を取り除く
132 先頭の不要な文字を取り除く
133 末尾の不要な文字を取り除く
134 プレフィックス、サフィックスを取り除く
3-3 正規表現によるパターンマッチング
135 正規表現とは
136 正規表現オブジェクト
137 文字列だけのパターン
138 2つ以上のどれかにマッチさせる
139 パターンの位置を指定する
140 どれか1文字にマッチさせる
141 どれでも1文字にマッチさせる
142 文字列の繰り返しにマッチさせる
143 複数のパターンをまとめる
144 グループにマッチした文字をすべて取得する
145 特定のグループをスキップしてマッチングさせる
146 貪欲マッチと非貪欲マッチ
147 マッチング結果をすべて文字列で取得する
148 文字の集合を表す短縮形
149 独自の文字集合を定義する
150 ドットとアスタリスクであらゆる文字列とマッチさせる
151 ドット文字「.」を改行とマッチさせる
152 アルファベットの大文字／小文字を無視してマッチングさせる
153 正規表現で検索した文字列を置き換える
154 マッチした文字列の一部を使って置き換える
155 複雑な正規表現をわかりやすく表記する
156 電話番号用の正規表現を作る
157 メールアドレス用の正規表現を作る
158 クリップボードのデータから電話番号とメールアドレスを抽出する
3-4 日付データの操作
159 現在の日時を取得する
160 任意の日時データを生成する
161 年、月、日だけのデータを生成する
162 時刻だけのデータを生成する
163 ある時点からの経過日数・時間を取得する
164 ある時点からの経過日数だけを取得する
165 現在から50日前後や1週間前後の日付と時刻を取得する
166 経過時間を測定する
167 日時データを文字列に変換して曜日名を取得する
第4章 ファイルの操作と管理
4-1 ファイル操作
168 現在、作業中のディレクトリを取得する
169 ディレクトリを移動する
170 新規のフォルダーを作成する
171 絶対パスを取得／確認する
172 任意のフォルダー間の相対パスを取得する
173 パスをディレクトリパスとベース名に分けて取得する
174 パスのすべての要素を分解して取得する
175 カレントディレクトリに新規フォルダーを作成する
176 ファイルサイズを調べる
177 フォルダーの内容を調べる
178 パスが正しいかを調べる
4-2 データの保存
179 変数専用ファイルにデータを保管する
180 shelveファイルにデータを追加してデータの一覧を取得する
181 変数を定義コードごと別ファイルに保存する
4-3 globモジュールによるディレクトリの操作
182 指定したパターンにマッチするファイルやディレクトリの名前を取得する
4-4 ファイルの管理
183 ファイルをコピーする
184 フォルダーごとコピーする
185 ファイルを移動する
186 フォルダーを移動する
187 特定の拡張子を持つファイルを完全に削除する
188 フォルダーの中身ごと完全に削除する
189 ファイルやフォルダーを安全に削除する
190 ディレクトリツリーを移動する
191 ZIPファイルで圧縮する
192 作成済みのZIPファイルに任意のファイルを追加する
193 ZIPファイルの情報を取得する
194 ZIPファイルを展開する
195 ZIPファイルの特定のファイルのみを展開する
196 自動バックアッププログラムを作成する
第5章 デバッグ
5-1 例外処理とログの収集
197 例外を発生させる
198 独自の例外を発生させて例外処理を行う
199 エラーの発生位置とそこに至る経緯を確認する
200 エラー発生時のトレースバックをファイルに保存する
201 ソースコードが正常に使われているかチェックする
202 ログを出力する
203 ログレベルをいろいろ変えてみる
204 ログを無効化する
205 ログをファイルに記録する
5-2 デバッグ
206 ステップ実行筐｡ステップアウト（VSCode）
207 ステップ実行筐｡ステップオーバー（VSCode）
208 ステップ実行筐｡ステップイン（VSCode）
209 デバッグビューで情報を得る
210 Spyderでデバッグする
第6章 Excelシートの操作
6-1 ワークシートの操作
211 Excelシートを操作するためのモジュールをインストールする
212 Excelブックを読み込む
213 Excelシートのタイトル一覧を取得する
214 Excelシートを読み込む
215 ワークシートからセルの情報を取得する
216 Cellオブジェクトからセル情報を取得する
217 セル番地を数値で指定する
218 集計表のサイズを取得する
219 セル番地の列の文字と番号を変換する
220 ワークシートの特定の範囲のCellオブジェクトを取得する
6-2 レコード、カラムの操作
221 集計表をデータベースのテーブルとして考える
222 1列のデータを取り出す
223 すべての列のデータを列単位で取り出す
224 1行のレコードを取り出す
225 すべてのデータをレコード単位で取り出す
226 指定したセル範囲のデータを取得する
6-3 ワークブックの作成と編集
227 新規のワークブックを生成する
228 ワークブックを保存する
229 ワークシートを追加する
230 位置と名前を指定して新規ワークシートを追加する
231 ワークシートを削除する
232 セルに値を書き込む
233 データ更新用のアップデータプログラムを作る
234 数式を入力する
235 セルの幅と高さを設定する
236 セルを結合する
237 セルの結合を解除する
238 ウィンドウを固定する
239 レコード単位で書き込む
240 グラフを作成する
第7章 Wordドキュメント
7-1 Wordドキュメントの処理
241 Wordドキュメントを操作するためのモジュールをインストールする
242 Wordドキュメントを読み込む
243 段落を構成する要素を取得する
244 Wordドキュメントからすべてのテキストを取得する
245 テキストのスタイルを設定する
246 新規Wordドキュメントを作成してテキストを入力する
247 Wordドキュメントにテキストを追加する
248 見出しを追加する
249 改ページを入れる
第8章 インターネットアクセス
8-1 Webデータの取得
250 外部モジュール「Requests」を利用してWebに接続する
251 Yahoo! JAPANにアクセスする
252 Webデータがやり取りされる仕組みを理解する
253 レスポンスメッセージからデータを取り出す
8-2 Web APIの利用
254 Web APIで役立つデータを入手する
255 気象データのWebサービス「OpenWeatherMap」を利用する
256 5日間/3時間ごとの気象データを取得するためのURLを作る
Column JSONとXML
257 「OpenWeatherMap」から現在の気象データを取得する
258 「OpenWeatherMap」から3時間ごとの天気予報を取得する
259 向こう5日間の12時間ごとの天気予報を教えるプログラムを作る
260 MediaWikiから検索情報を取得する
8-3 Webスクレイピング
261 Webスクレイピングとは
Column Webスクレイピングの活用例
262 スクレイピング専用のBeautiful Soup4モジュールをインストールする
263 「Yahoo!ニュース」のRSSをスクレイピングする
第9章 自然言語処理
9-1 テキストの処理
264 同じ文字列かどうかを調べる
265 文字列が含まれるかどうかを調べる
266 指定した文字列で始まっているか、または終わっているかを調べる
267 指定した文字列で始まっていないか、または終わっていないかを調べる
268 文章の冒頭と末尾が一致するかどうかを調べる
269 文章の冒頭または末尾が指定した文字列と一致するかを調べる
9-2 テキストファイルの処理
270 テキストファイルのセンテンスを1つずつ出力する
271 ファイルに保存されたすべてのセンテンスを、末尾の改行を含まずに出力する
272 テキストファイルの空白行をスキップして出力する
273 特定の文字列を含むセンテンスだけを出力する
274 特定の文字列を含むセンテンスがあるかどうかだけを調べる
275 段落ごとに連番をふる
276 文章の中から指定した段落まで抽出して表示する
277 英文を読み込んで単語リストを作る
278 英文を読み込んで重複なしの単語リストを作る
279 単語の出現回数をカウントして頻度表を作る
280 単語の出現回数順に頻度表を並べ替える
281 ファイルのエンコード方式をUTF-8に変換する
Column エンコードとデコード
9-3 形態素解析入門
282 形態素解析で文章を品詞に分解する
283 形態素解析モジュール「Janome」の導入
284 「Janome」で形態素解析を実行する
285 形態素解析を行うanalyzerモジュールを作る
286 テキストファイルから1行ずつデータを読み込む
287 OSごとの改行モードの取り扱いを知る
288 文章から名詞を取り出してファイルに蓄積する
289 多重forループからの脱出コードを関数化する
9-4 マルコフモデルによる文章の創出
290 文章のつながり
291 マルコフ連鎖、マルコフモデルとは
292 マルコフ辞書の実装
Column もとになる文章量が少ないと、文章が作れないことがある
9-5 チャットボットの作成
293 チャットボットを作成する
294 入力した文字列に反応するようにする
9-6 形態素解析を利用したテキストマイニング
295 テキストファイルを読み込んで名詞の頻度表を作る
第10章 GUI
10-1 Tkinterライブラリ
296 プログラムの「画面」を作る（Tkinterライブラリ）
297 ウィンドウのサイズを指定する
298 ウィンドウにボタンを配置する
299 ボタンを配置する位置を指定する
300 ボタンを作ってgrid()メソッドで配置する
301 place()メソッドで位置を指定して配置する
302 ボタンがクリックされたときに処理を行う
303 チェックボタンで選択できるようにしよう
304 ラジオボタンを使って1つだけ選択できるようにしよう
305 メニューを配置する
306 メッセージボックスの表示
307 明日の予定を決めてくれるプログラムを作る
10-2 Qt DesignerでGUIを開発
308 PyQt5ライブラリとQt DesignerでGUIアプリを開発！
309 「PyQt5」と「pyqt5-tools」をインストールしよう
310 Qt Designerを起動する
311 メインウィンドウを作成して保存する
312 リストとテキストエディットを配置してプロパティを設定する
313 ラインエディットを配置してプロパティを設定する
314 プログラム実行用のボタンを配置してプロパティを設定する
315 ボタンクリックでプログラムを駆動する仕組みを作る
316 ラベルを配置してプロパティを設定する
317 リソースからイメージを読み込んでウィジェットに表示する
318 メニューを設定する
319 メニューアイテムの選択でプログラムを駆動する仕組みを作る
320 XMLデータをPythonモジュールにコンバートする（コマンドラインツール「pyuic5」）
321 コンバート専用のプログラムを作る
322 リソースファイル（.qrc）をPythonにコンバートする
323 GUIプログラムの起点になるモジュールを作成する
324 応答フレーズを生成する仕組みをプログラムに組み込む
Column Qt Designerの公式マニュアル
325 GUIプログラムをダブルクリックで起動できるようにする
第11章 NumPy、Pandas、scikit-learn
11-1 NumPyライブラリを使う
326 NumPyで配列（ベクトル）を作成する
327 ベクトルのスカラー演算
Column ベクトル
328 ベクトルの累乗、平方根を求める
329 ベクトルのサイン、コサイン、タンジェントを求める
330 サイン、コサイン、タンジェントの逆関数を求める
331 ラジアンと度を相互変換する
332 切り捨て、切り上げ、四捨五入を行う
333 平均、分散、最大値、最小値を求める
334 ベクトル同士の四則演算
335 ベクトルの要素同士の積を求める
336 ベクトルの内積を求める
337 多次元配列で行列を表現する
338 行列の基礎知識
339 行列のスカラー演算を行う
340 行列の成分にアクセスする
341 行列の成分を行ごと、列ごとに集計する
342 行列の要素同士を加算、減算する
343 行列の要素同士の積を求める
Column 行列の定数倍
344 行列の積を求める
345 ゼロ行列と単位行列の積の法則
346 行と列を入れ替えて転置行列を作る
347 逆行列を求める
11-2 Pandasライブラリ
348 データフレームを作成する
349 データフレームの列を取得する
350 データフレームから行を抽出する
351 データフレームに行を追加する
352 データフレームに列を追加する
353 CSVファイルをデータフレームに読み込む
354 基本統計量を求める
355 基本統計量を一括で求める
11-3 相関分析
356 グラフを描いてデータ間の関連性を知る
357 2つのデータの関係の強さを表す値を求める
11-4 scikit-learn
358 線形単回帰分析とは
359 線形単回帰分析を実行する
360 線形重回帰分析とは
361 重回帰分析にかける変量の相関を調べる
362 売上と相関がある3つの要因から売上額を予測する
363 住宅の販売価格を重回帰分析で予測する
364 住宅の販売価格をサポートベクターマシンで予測する
365 勾配ブースティング決定木回帰で住宅価格を予測する
366 ワインの品質をサポートベクターマシンで分類する
367 ワインの品質をランダムフォレストで分類する
11-5 scikit-learnによるテキストマイニング
368 テキストデータの前処理①
Column 日本語の場合はどうする?
369 Bag-of-wordsで前処理してニュース記事を分類する
370 テキストデータの前処理②
371 テキストデータの前処理③
372 tf-idfで前処理してニュース記事を分類する
373 テキストデータの前処理④
第12章 Pythonでディープラーニング
12-1 MNISTデータセットの手書き数字をディープラーニング
374 Pythonでディープラーニングとはどういうことなのか
375 ディープラーニングの考え方をすばやく学ぶ
376 ディープラーニング用ライブラリ「TensorFlow」をインストールする
377 手書き数字「MNISTデータセット」の中身を見る
378 MNISTデータセットをMLPに入力できるように前処理する
379 MLPの隠れ層をプログラミングする
380 ドロップアウトを実装する
381 MLPの出力層をプログラミングする
382 バックプロパゲーションを実装する
383 作成したニューラルネットワークの構造を出力する
Column MNISTデータの学習結果を評価する
384 MNISTデータをディープラーニングする
12-2 ファッションアイテムの画像認識
385 Fashion-MNISTデータセットを用意する
386 Fashion-MNISTを前処理する
387 Fashion-MNISTをディープラーニングする
12-3 畳み込みニューラルネットワークを利用した画像認識
388 畳み込みニューラルネットワークとは
389 ゼロパディングとは
390 プーリングとは
391 プーリング層を備えたCNNを構築する
392 CNNでFashion-MNISTをディープラーニングする
12-4 一般物体認識のためのディープラーニング
393 カラー画像を10のカテゴリに分類
Column CIFAR-10を公開しているサイト
394 KerasでCIFAR-10をダウンロードする
395 CIFAR-10のCNNをプログラミングする
396 CIFAR-10をディープラーニングする
第13章 Matplotlibによるデータの視覚化
13-1 折れ線グラフの描画
397 「matplotlib.pyplot」をインポートしてグラフを描画する
398 ラインの書式を設定する
Column 凡例の表示
399 複数のラインを表示する
13-2 散布図
400 散布図を作成する
401 マーカーのスタイルを設定して2色のダイヤモンド型にする
13-3 棒グラフの描画
402 棒グラフを作成する
403 バーの間の隙間をなくす
404 バーのカラーとエッジラインのスタイルを設定する
405 エラーバーを表示する
13-4 円グラフの描画
406 円グラフを作成する
Column フォーマット指定子
407 円グラフの開始角度を90度にして時計回りに表示する
408 円グラフの要素のカラー、エッジラインの幅とカラー、ラベルテキストのカラーを設定する
409 円グラフの特定の要素を切り出して目立たせる
13-5 タイトル、軸ラベルの表示
410 グラフタイトルと軸ラベルを表示する
411 x軸とy軸に独自の目盛ラベルを表示する
13-6 グラフ領域を分割して複数のグラフを出力
412 タテ2段で2つのグラフを表示する
413 ヨコ2段で2つのグラフを表示する
414 4つのマス目に4種類のグラフを表示する
415 グラフエリアのサイズを指定して3種類のグラフをプロットする
416 サブプロットエリアの配置を調整する
13-7 グラフ要素の操作
417 グラフオブジェクトを生成して操作する
418 subplot()で直接Axesオブジェクトを配置する
419 Axes.set()でAxesオブジェクトの外観を設定する
420 サブプロットを配列形式で操作する
421 グリッドのAxesを行ごとに個別のリストにする
422 垂直線と水平線を描画する
423 軸をグラフエリア中心に移動する
424 軸を反転する
425 曲線下の一定の区間面積をPolygonで塗りつぶす
13-8 ヒストグラム
426 正規分布のヒストグラムを作成して確率密度のラインをプロットする
427 異なる幅のビンを並べて自動的に集計し、プロットする
428 複数のデータを1つのヒストグラムにまとめる
13-9 3Dグラフのプロット
429 3Dグラフをプロットする
430 窶廓(x,y)=x2+y2をプロットする
431 2Dデータのヒストグラムを3D化してプロットする
13-10 画像のプロット
432 グレースケールの画像をプロットする
433 PNG形式の画像をプロットする
13-11 Seabornを利用したグラフ作成
434 Seabornを使って散布図を描く
435 Seabornを使って折れ線グラフを描く
第14章 GitとGitHub
14-1 Git
436 Git（ギット）とは
437 Gitのインストール
438 ローカルリポジトリの作成
439 ファイルを作成してコミットする
Column ローカルリポジトリの隠しフォルダー
Column 仮想環境のPythonインタープリターが選択できないときの対処法
440 ファイルを編集してコミットする
441 変更履歴を確認する
442 コミット前に変更箇所を確認する
Column コミット前の変更を破棄する
443 前回のコミットを取り消す
444 複数のファイルをまとめてコミットする
14-2 ブランチの作成
445 ブランチを作成してコミット履歴を枝分かれさせる
446 ブランチにおける差分表示
447 ブランチをマージする
14-3 GitHubとの連携
448 GitHubのリポジトリを作成する
449 GitHubのリポジトリとローカルリポジトリとの連携
450 ローカルリポジトリからリモートにアップロードする
451 リモートリポジトリでの変更を取り込む
索引
サンプルデータについて
