2025 プログラミング演習B on プログラミング演習B

HTTP

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

Webアプリケーションの作成のためには，Web上でデータをやり取りするための決まり事（プロトコル）であるHTTPを理解する必要があります．ここではごく簡単に HTTP について説明します．

Pythonの基本

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

基本文法
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コメント
#

教科書 p.17（Lesson 2）

Pythonでは # 以降の文字列はコメントとして扱われます．コメントはプログラムの説明やメモを書くために使います．

Python実行環境

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

Python のインストール
#

自分の環境にPython実行環境がインストールされているかどうかを確認しましょう． Python処理系は python3 コマンドで起動します．

クラス定義

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

関数とそれに関するデータをまとめた クラス（Class） という概念が用意されています．

セット

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

セット
#

教科書 p.155（Lesson 6.5）

セットは並び順のないデータの集合を表すコレクションです．セットは波括弧 {} で囲み，リストに格納する各データ（要素）はカンマ , で区切ります．セットの値は重複させることはできず，順序もありません．

ディレクトリ構造の探索

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

ディレクトリ内の特定のファイルを探すとき，ディレクトリ内のディレクトリを再起的に探索する必要があります．

まとめ

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

この講義で学んだ内容のまとめとして、学んだ内容へのリンク集を掲載します。

関数(1/2) 関数の基礎

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

関数とは
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教科書 p.163（Lesson 7）

関数とは，処理の集まりに名前をつけたものです．何度も行う処理の集まりがあったときに，その処理を関数として定義しておくことで，同じ処理を何度も書く必要がなくなります．

関数(2/2) 高度な引数の扱い

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

Pythonでは，高度な引数の扱いが可能で，引数の数が一致していなくてもエラーにならないようにできます．

機械学習とは

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

機械学習とは何かを理解し，機械学習の基本的な考え方について学びます．

教師あり学習

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

機械学習の手法の一つである教師あり学習について学びます．

再帰呼び出し

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

再帰呼び出し
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再帰呼び出しとは，ある関数が自分自身を呼び出すことを指します．数学の漸化式をそのままプログラムで表現したものとして捉えることができます．

最終課題

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

概要
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PyGame を用いてゲームを作成してください。

特殊なメソッド

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

クラスに特別な名前のメソッド（特殊メソッド; special method）を用意することで，Python の組み込み関数の処理や演算子の処理を上書き（オーバーライド（override））できるようになります．

Player型の導入

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

前回作成した例題7をオブジェクト指向のプログラムとして再構築し、機能を追加していきます。

PyGame サンプルゲーム集

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

PyGameを用いて作られたゲームを確認して、どのように作られているのかを確認しましょう。

エディタ

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

利用するエディタ
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本科目で利用するエディタは特に指定しません．自分の好きなエディタを利用してください．ただ，こだわりが特にないようであれば，Visual Studio Code（VSCode）を利用することをお勧めします．

コンストラクタ

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

オブジェクトを生成する際に，そのオブジェクトの初期化を行うメソッドを コンストラクタ（Constructor） と呼びます．

サンプルゲームを動かそう

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

PyGameが提供するサンプルゲームを動かして、PyGameでどのようなことができるのかを確認します。

ディクショナリ

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

ディクショナリ
#

教科書 p.142（Lesson 6.2）

ディクショナリは，キーと値のペアを格納するコレクションです．他の言語では，Map や Hash，連想配列と呼ばれることがあります．ディクショナリは，リストのインデックスの代わりに，キーと呼ばれる任意の型を用いて，対応するデータを格納します．

ファイルの読み書き

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

ファイルを開く
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教科書 p.286（Lesson 10）

Python でファイルを読み書きするには，open 関数を使います． open関数の第1引数が対象のファイル名，第２引数がオープンモードです．オープンモードは教科書 p.288 表10-1 に記載されていますが，以下の3種類を区別できれば良いでしょう．

モジュール

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

Python では，他のファイルを読み込むための仕組みとして モジュール（Module） が用意されています．

基本的な統計指標

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

機械学習の基礎の前提として，基本的な統計指標について学びます．

線形回帰（linear regression）

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

学習データから構築したモデルを用いて，連続値の目的変数を予測します．

二分探索

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

二分探索（Binary Search）は，ソート済みのリストに対して，探索する範囲を半分に狭めていくことで，探索する要素を見つけるアルゴリズムです．

変数とスコープ

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

プログラム言語で扱う変数には，有効範囲がありスコープと呼ばれます．

assert文によるテスト

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

プログラムが期待通りに動いているかを確認するためには，実行してみて，実行結果が期待通りであるかを確認するテストを実施する必要があります．ここではこのテストの１手法を学びます．

Numpy, Matplotlib

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

Numpyとは
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教科書 p.361（データの高度な取り扱い）

Numpy（ナンパイ）は，Pythonの数値計算ライブラリの一つです．ベクトルや行列やその演算を容易に扱え，機械学習に必要な機能が豊富に揃っています． Python で機械学習を行う際には，Numpy を利用することが一般的です．

PyGameの基本

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

PyGameでの基本的なプログラミング方法を学びます。

コードリーディング

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

コードを読む力を養うために、コードリーディングと呼ばれる手法を紹介します。

カプセル化

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

カプセル化とは，オブジェクト指向プログラミングの特徴の一つで，単純であろうと見せかける仕組みのことです．

フォーマット出力

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

フォーマット出力
#

Python には文字列を整形するための様々な方法があります．ここではその中でも代表的なものを紹介します．

`print`関数
#

文字列をターミナル上に出力するには print関数を利用します． print関数にコンマ区切りで渡された値は全て出力されますので，以下のように書くことで，変数の値も出力できます．

ベクトル

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

ベクトル（vector）とは
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教科書 p.417（Quick Reference）

ベクトルとは，向きと大きさを持った量を表す数学的な概念です． Python では，ベクトルを表す直接的な型はありません．ただし，Numpyの配列（array）を用いることで，ベクトルを表現できます．

リストとタプル

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

リスト（配列）
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教科書 p.94（Lesson 5）

プログラムを書く上で，複数のデータをまとめて扱うことがよくあります．このような場合，コレクションと呼ばれるデータ構造を用います．コレクションには，リスト，セット，ディクショナリなどのデータ構造がありますが，ここではリストについて説明します．

決定木（Decision Tree）

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

学習データから構築したモデルを用いて，カテゴリ分けされた目的変数を予測します．

リストとタプルの操作

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

繰り返し，イテレータ
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教科書 p.101（Lesson 5）

リストの要素を順に取り出す場合，for文を用います．以下の文で，リストの各要素を順番に取り出し，変数に代入して処理を行います．このように順に処理できるような仕組みをイテラブル（iterable; 反復可能）と呼びます．ほとんどのコレクションはイテラブルであり，同じように for 文で処理できます．

図形や画像を動かそう

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

図形や画像を動かしてアニメーションを作成する方法を学びます。

Flask

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

Flask は小規模な Web アプリケーションを作るのに適している Python で人気のある Web フレームワークです．ここでは，Flask を用いて REST API を提供する Web アプリケーションを作成します．

キーで操作しよう

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

ユーザからのキー入力を扱う方法を学びます。

行列

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

行列（Matrix）とは
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行列は数学の概念で，数値を矩形状に並べたものです．行列はベクトルの拡張として考えることができます．ベクトルは1次元の配列でしたが，行列は2次元の配列です．

:chart_increasing: データの可視化

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

基本的なグラフの描画方法について学びます

Docker

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

ここでは，コンテナ仮想化を提供するソフトウェアであるDockerを利用してみます．

Python スクリプトファイル

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

`if name == 'main':`
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Pythonのスクリプトファイルの中に，このような文があることがあります．例えば，次のような Python スクリプトが argv_printer2.py という名前で保存されているとします．

Python実行環境（DevContainer）

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

:speaking_head: 概要
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この方法は Visual Studio CodeとDockerを用いて開発を行います。 Docker はビジネスで利用する場合には有料ですが、個人であれば、無料で利用できます。この方法を使ってのプログラミングの動作イメージは以下の通りです。画像をクリックすることで各ペイン（領域）の説明が表示されます。

コマンドライン引数

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

コマンドライン引数
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スクリプトモードでPythonのコードを実行する際に，コマンドライン引数を受け取ることができます．コマンドライン引数とは，Pythonスクリプトを実行するときにスクリプトの後ろに指定する引数のことです．例えば，python3 script.py arg1 arg2 のようにスクリプト名の後にスペース区切りで指定します．

第04講週次課題

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

課題04-1 デフォルト引数を持つ Hello World
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難易度 :star:

以下の条件を満たす関数 hello を作成してください．

迷路ゲームを作る

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

ここでは、例題として迷路ゲームを作成します。要件を提示しますので、その要件に従って作成していきましょう。

教師なし学習

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

機械学習の手法の一つである教師なし学習について学びます．

クラスタリング

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

データから基準を見つけ出し，データをいくつかのグループ（クラスタ）に分類します．

次元削減（Dimensionality Reduction）

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

データから基準を見つけ出し，データをいくつかのグループ（クラスタ）に分類します．

Flask+Docker

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

これまでの内容をまとめて，Flask を Docker コンテナ上で動かしてみます．

テキストファイルフォーマット

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

ファイルフォーマット
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プログラムを書いていると，テキスト形式の様々なフォーマットに出会います．その中でも，よく使われるファイルフォーマットを紹介します．

デコレータ

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

デコレータ
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教科書 p.193（Lesson 7.5）

Python のデコレータとは，関数やメソッドを修飾するための機能です．デコレータは，関数を受け取り，関数を返すような関数です．

応用郵便番号検索 REST API

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

これまでの内容の応用として，郵便番号を検索するサンプル REST アプリケーションを紹介します．

第01講週次課題

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

課題01-1 Big&Small
#

難易度 :star:

1以上，10以下の整数乱数を取得し，その値が5以上なら Big，5未満なら Small と出力するプログラムを作成してください．プログラムは big_small.py というファイル名で保存してください．

第02講週次課題

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

課題02-1 単語数の分布
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難易度 :star::star:

alice_chapter01.txt は，ルイス・キャロルの「不思議の国のアリス」の第01章のテキストファイルです．このファイルの単語の頻度を求めてください．

第03講週次課題

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

課題03-1 階乗を計算する関数を作成する
#

難易度 :star:

コマンドライン引数で与えられた数値の階乗を計算する関数 factorial を作成してください． factorial 関数は，引数 n に対して，n! を計算して返すようにしてください． n!は，n から 1 までの整数の積を表します．

第05講週次課題

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

課題05-1 コンビネーション
#

難易度 :star:

\(n\)個の中から\(k\)個を選ぶ組み合わせの数を求めるコンビネーションを計算します．コンビネーションは以下の式で求められます．

第06講週次課題

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

課題06-1 特定の名前のファイルを見つける
#

難易度 :star:

コマンドライン引数でファイル名と，ディレクトリ名もしくはファイル名が与えられます．コマンドライン引数で最初に与えられた名前を持つファイルを再起的に探索し，そのファイルが見つかったらそのパスを表示するプログラムを作成してください．

第07講週次課題

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

Stack, RingBuffer

第08講週次課題

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

課題08-1 点と線分
#

難易度 :star::star:

点（Point）と線分（Line）を表す2つのクラスを作成してください．

第09講週次課題

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

課題09-1 文字列の類似度
#

難易度 :star:

与えられた文字列同士の類似度を求めるプログラムを作成してください．文字列同士の類似度は，各文字の出現頻度をベクトルとして表し，そのベクトル間のコサイン類似度で求めます．文字は全て小文字とし，アルファベット以外の文字は無視してください．ファイル名は string_similarity.py としてください．

第10講週次課題

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

気温予測，犬猫判定

第11講週次課題

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

画像のスケール

第12講週次課題

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

迷路ゲームへ新たな機能を追加してみましょう。

補講02講週次課題

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

補講02-1 平方根 REST API
#

難易度 :star:

パスパラメータで数値を受け取り，その平方根を返す REST API を作成してください． /sqrt/<num> で num の平方根（math.sqrtで求められます）を返します． num は float 型で受け取ってください．もし，numが負の数の場合は，400 のステータスコードを返してください．

まとめ

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

まとめ（基本文法（コメント，型，変数，条件分岐，繰り返し）ファイルの読み書き，ヒストグラム）

まとめ

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

まとめ（データ構造　セット，ディクショナリ）

まとめ

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

まとめ（関数の基礎）

まとめ

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

まとめ（高度な引数の扱い，変数のスコープ，assert文によるテスト）

まとめ

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

再帰呼び出し
- 再帰呼び出しの例
- 再帰呼び出しのシミュレーション

まとめ

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

まとめ

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

まとめ

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

特殊なメソッド，モジュール，カプセル化

まとめ

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

機械学習の基礎，統計指標，データの可視化（グラフ描画）

まとめ

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

教師あり学習（回帰，分類）, scikit-learn, 線形回帰, 決定木

まとめ

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

PyGameの基礎, 図形や画像の描画, アニメーション, キーボード・マウス操作

まとめ

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

PyGameゲームへのオブジェクト指向の導入

まとめ

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

自分で仕様を決めてソフトウェアを

まとめ

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

HTTP, Flask, Docker, Flask+Docker, 応用郵便番号検索 REST API

用語集

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

用語集
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演算子（operator）: 演算を行うための記号．例えば，+，-，*，/ など．
被演算子（operand）: 演算子によって操作される値．例えば，1 + 2 において，1 と 2 が被演算子である．
関数（function）: 処理の集まりに名前をつけたもの．何度も行う処理の集まりがあったときに，その処理を関数として定義しておくことで，同じ処理を何度も書く必要がなくなる．
返り値（return value）: 関数が処理を終えた後に呼び出し元に返す値．
実引数（argument）: 関数に渡す値．
仮引数（parameter）: 関数に渡された値を受け取る変数．

Thu, 18 Sep 2025 00:00:00 +0000

プログラミング演習B シラバス
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授業概要
#

本演習はプログラミング演習Aに引き続き，Pythonによるプログラミングの演習を行う．新しく導入される主要事項は関数の概念（引数，返り値，スコープ），再帰，クラスである．これらにより，実用的かつ大規模なプログラムの実装が可能になる．

:information: FAQ

Thu, 18 Sep 2025 00:00:00 +0000

この科目について

Wed, 03 Apr 2024 00:00:00 +0000

位置付け
#

本学部では最初の３セメスターでプログラミング演習が必修科目として設けられています．

2025 プログラミング演習B on プログラミング演習B

HTTP

Pythonの基本

基本文法 #

コメント #

Python実行環境

Python のインストール #

クラス定義

セット

セット #

ディレクトリ構造の探索

まとめ

関数(1/2) 関数の基礎

関数とは #

関数(2/2) 高度な引数の扱い

機械学習とは

教師あり学習

再帰呼び出し

再帰呼び出し #

最終課題

概要 #

特殊なメソッド

Player型の導入

PyGame サンプルゲーム集

エディタ

利用するエディタ #

コンストラクタ

サンプルゲームを動かそう

ディクショナリ

ディクショナリ #

ファイルの読み書き

ファイルを開く #

モジュール

基本的な統計指標

線形回帰（linear regression）

二分探索

変数とスコープ

assert文によるテスト

Numpy, Matplotlib

Numpyとは #

PyGameの基本

コードリーディング

カプセル化

フォーマット出力

フォーマット出力 #

print関数 #

ベクトル

ベクトル（vector）とは #

リストとタプル

リスト（配列） #

決定木（Decision Tree）

リストとタプルの操作

繰り返し，イテレータ #

図形や画像を動かそう

Flask

キーで操作しよう

行列

行列（Matrix）とは #

:chart_increasing: データの可視化

Docker

Python スクリプトファイル

if __name__ == '__main__': #

Python実行環境（DevContainer）

:speaking_head: 概要 #

コマンドライン引数

コマンドライン引数 #

第04講 週次課題

課題04-1 デフォルト引数を持つ Hello World #

迷路ゲームを作る

教師なし学習

クラスタリング

次元削減（Dimensionality Reduction）

Flask+Docker

テキストファイルフォーマット

ファイルフォーマット #

デコレータ

デコレータ #

応用 郵便番号検索 REST API

第01講 週次課題

課題01-1 Big&Small #

基本文法
#

コメント
#

Python のインストール
#

セット
#

関数とは
#

再帰呼び出し
#

概要
#

利用するエディタ
#

ディクショナリ
#

ファイルを開く
#

Numpyとは
#

フォーマット出力
#

`print`関数
#

ベクトル（vector）とは
#

リスト（配列）
#

繰り返し，イテレータ
#

行列（Matrix）とは
#

`if name == 'main':`
#

:speaking_head: 概要
#

コマンドライン引数
#

第04講週次課題

課題04-1 デフォルト引数を持つ Hello World
#

ファイルフォーマット
#

デコレータ
#

応用郵便番号検索 REST API

第01講週次課題

課題01-1 Big&Small
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第02講週次課題

課題02-1 単語数の分布
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第03講週次課題

課題03-1 階乗を計算する関数を作成する
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第05講週次課題

課題05-1 コンビネーション
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第06講週次課題

課題06-1 特定の名前のファイルを見つける
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第07講週次課題

第08講週次課題

課題08-1 点と線分
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第09講週次課題

課題09-1 文字列の類似度
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第10講週次課題

第11講週次課題

第12講週次課題

補講02講週次課題

補講02-1 平方根 REST API
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用語集
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プログラミング演習B シラバス
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授業概要
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位置付け
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