Python を動かしてみよう

まずは Python を「とても賢い電卓」として使ってみます。インストールしなくても、ブラウザだけで動かせる Google Colaboratory を使うのがいちばん簡単です。

このページのゴール

Google Colaboratory でノートブックを作り、コードを実行できる
Python で四則計算・累乗るいじょうができ、print で結果を表示できる
エラーが出ても、メッセージを読んで直せる

Python を動かしてみよう……また計算？正直、見るだけで頭がくらくらする。

計算自体はできそう。でも『なんでこれが AI につながるの？』って聞かれると、まだ答えられない。

気持ちは分かる。ここでは紙で一歩だけ確かめて、あとのモデルのどこで使うかを一緒に見よう。Google Colab で電卓から始める。

方法1：Google Colaboratory（おすすめ）

Google Colaboratory（略して Colab）は、Google が用意している無料のサービスです。ブラウザの中で Python を動かせて、NumPy と Matplotlib も最初から使えます。Google アカウントが必要なので、中学生は家の人といっしょに準備してください。

ブラウザで colab.research.google.com を開き、Google アカウントでログインする。
「ノートブックを新規作成」を押す。
灰色の四角（コードセル）に、コードを書く。
Shift ＋ Enter を押すか、左の ▶ ボタンを押すと実行され、すぐ下に結果が出る。
「＋コード」で新しいセルを追加できる。ノートブックは自分の Google ドライブに保存される。

Colab の画面のイメージ。セルにコードを書いて実行すると、下に結果が表示されます。

方法2：自分のパソコンに入れる

自分のパソコンで動かしたい人は、python.org から Python 3 をインストールし、ターミナル（コマンドプロンプト）で次のように入力して NumPy と Matplotlib を入れます。

pip install numpy matplotlib

この本のコードは、Python 3.10 以上、NumPy 2 系、Matplotlib 3 系で動作を確かめています。

電卓として使う

次のコードをセルに書いて、実行してみましょう。print( ) は、かっこの中身を画面に表示する命令です。# から行の終わりまではコメントといって、Python は読み飛ばします。人間へのメモです。

print("こんにちは、AI")   # 文字は " " でかこむ
print(3 + 4)              # 足し算
print(7 - 10)             # 引き算
print(6 * 7)              # かけ算は *
print(10 / 4)             # わり算は /
print(2 ** 10)            # 累乗は **
print((-3) ** 2)          # マイナスの2乗はかっこをつける

こんにちは、AI
7
-3
42
2.5
1024
9

Python の計算記号
算数	Python	例	結果
＋	`+`	`3 + 4`	7
−	`-`	`7 - 10`	-3
×	`*`	`6 * 7`	42
÷	`/`	`10 / 4`	2.5
累乗	`**`	`2 ** 10`	1024
わり算の商	`//`	`10 // 4`	2
わり算のあまり	`%`	`10 % 4`	2

計算の順番は数学と同じで、かっこ → 累乗 → かけ算・わり算 → 足し算・引き算です。

print(0.1 + 0.2)

0.30000000000000004

コンピュータは内部で数を2進数で記録しているので、0.1 のような小数をぴったりには表せません。そのため、ごくわずかな誤差ごさが出ます。これはまちがいではなく、どのコンピュータでも起こることです。AI の計算では、この程度の誤差は問題になりません。

エラーはこわくない

プログラムに書きまちがいがあると、エラーが表示されます。たとえば print を prnt とまちがえると、次のようなメッセージが出ます。

NameError: name 'prnt' is not defined

「prnt という名前は定義されていません」という意味です。エラーメッセージのいちばん下の行に、原因が書いてあります。英語でも、知らない単語を1つ調べれば、だいたい意味が分かります。

よく出るエラー
エラー名	よくある原因
`NameError`	名前のつづりまちがい。まだ作っていない変数を使った。
`SyntaxError`	かっこや `"` の閉じ忘れ。全角のかっこ（）や全角スペースを使った。
`IndentationError`	行の先頭の空白（字下げ）がそろっていない。
`ZeroDivisionError`	0 でわった。

プロのプログラマーも、毎日たくさんのエラーを出しています。エラーが出たら、メッセージの最後の行を読んで、指された行を見直しましょう。日本語を入力した後に、かっこやスペースが全角のままになっていないかも確かめてください。

一文でいうと……『Python を動かしてみよう』は、あとで AI の計算を紙で追うための土台、かな。

その言い方でいい。次のページでも、同じように『一文でいうと何か』を残していこう。

確認問題

次のコードを実行すると、何が表示されますか。実際に動かして確かめましょう。

print(6 * 3 + 47)
print(17 // 5, 17 % 5)
print(-2 ** 2)

65
3 2
-4

print のかっこにカンマで区切って2つ書くと、空白をはさんで並べて表示します。3行目は 2 ** 2 が先に計算されるので −4 です（2-3 と同じ）。

1-5 で作ったモデル「点数＝ 6 × 勉強時間＋ 47」で、勉強時間が 2.5 時間のときの点数を Python で計算するコードを書きましょう。

print(6 * 2.5 + 47)

62.0

小数が入った計算の答えは、62.0 のように小数で表示されます。