Lesson 5 データ型（ブール／数値／文字列） ― Python基礎文法入門：機械学習＆ディープラーニング入門（Python編）
Python言語の文法を、コードを書く流れに沿って説明していく連載。今回と次回は、値やデータの型を説明。今回はその前編として、bool型／int型／float型／str型を取り上げる。
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ご注意：本記事は、＠IT／Deep Insider編集部（デジタルアドバンテージ社）が「deepinsider.jp」というサイトから、内容を改変することなく、そのまま「＠IT」へと転載したものです。このため用字用語の統一ルールなどは＠ITのそれとは一致しません。あらかじめご了承ください。
前回はPython言語の基礎中の基礎とも言える「変数」と、Pythonの世界を構成する「オブジェクト」について解説した。今回は、基本的なデータの型である「bool型（ブール型）」「int型／float型（数値型）」「str型（文字列型）」について説明する。※脚注や図、コードリストの番号は前回からの続き番号としている。
本連載は、実際にライブラリ「TensorFlow」でディープラーニングのコードを書く流れに沿って、具体的にはLesson 1で掲載した図1-a／b／c／dのサンプルコードの順で、基礎文法が学んでいけるように目次を構成している。今回は、図1-b／d内の一部コードを取り上げる。
今回、本稿で説明するのは、図1-b／d【再掲】における赤枠内のコードのみとなる。青枠内のコードは次回説明する。
なお、本稿で示すサンプルコードの実行環境については、Lesson 1を一読してほしい。
Lesson 1でも示したように、本連載のすべてのサンプルコードは、下記のリンク先で実行もしくは参照できる。
Python言語の基礎文法
それでは、bool型／int型／float型／str型を順に説明していこう。
データの型（基本編）
変数には、前回Lesson 4で見たような「モジュール」だけでなく、「数値」「文章」「一覧データ」など、さまざまな値／データが代入できる。例えばリスト7は、前掲の図1-b／d内のサンプルコードの中にある「変数に対して何かを代入している行」（＝冒頭で示した【再掲】画像の赤枠の内容）を抜き出して並べたものだ。
# 変数への「数値」の代入
EPOCHS = 500
# 変数への「文字列値」の代入
color = 'blue'
#color = 'red' # 同じデータ型なので説明省略
この例では、数値（500）と文字列値（'blue'）といいった値／データが変数に代入されている。この値／データの「種類」のことを型（type）と呼ぶ。Python言語に標準で組み込まれている型（＝組み込み型：Built-in Types）には、主に以下のようなものがある（※すべてではなく、今回紹介する分のみ）。
それぞれ具体的なコードで示しながら説明していこう。
bool型（ブール型）
bool型は、前掲のリスト7に示した「変数への代入」としては記述されていないが、データの型としては使用されているので（例えば図1-bにあるFalse）、やはり知っておく必要がある文法要素の一つだ。bool型の性質を理解するためにも、ここでは仮のサンプルコードで説明しておこう。
is_a = True
is_b = False
is_b # Falseと出力される
リスト7-1の「真偽値」の代入をイメージで表すと、図9-1のようになる。
図9-1 変数への「真偽値」の代入、のイメージ ※すでにお分かりのように、「変数への代入」のイメージは前回のLesson 4の図8-1で示したものとほぼ同じで、値部分が違っているだけである。本稿では以降も同じであるが、コードの意味を想像してもらいやすいように、すべて同じように絵を入れている。同じイメージだと気付いてもらえたのであれば、本稿にある以降の絵については読み飛ばしても構わない。
リスト7-1では、変数is_aと変数is_bにTrue（真＝正しい）やFalse（偽＝間違い）という値（略して「真偽値」）を設定（＝代入）している。なお、この変数名のis_aとis_bには特別な意味はなく、「aかどうか」「bかどうか」という意味でこのような変数を自作した。
int型／float型（数値型）
int型は、前掲のリスト7のコードに含まれていた。その部分を抜き出したのがリスト7-2だ。
EPOCHS = 500
EPOCHS # 500と出力される
リスト7-2では、変数EPOCHSに500という整数値を設定している。ちなみにEPOCHS（エポック）とは、機械学習／ディープラーニングの専門用語で、詳しくは『初めてのニューラルネットワーク＆ディープラーニング実装（TensorFlow 2＋Keras（tf.keras）入門）』で説明する。ここでは内容は分からなくとも「エポック（学習回数）を500回に設定した」という意味だと理解しておいてほしい。
float型は、リスト7には含まれていないが、int型とほぼ同じと考えてよい。違いは、int型が整数のみを扱う型なのに対し、float型は実数（＝整数も含めて、小数点が付く値）を扱う型である点だ。なお、float型の値は、厳密には「実数値」ではなく、プログラミング用語で浮動小数点数値と呼ぶ。浮動小数点数値とは、符号と指数と仮数を用いて表された実数値のことであるが、その内容を説明すると長くなってしまうので、ここでは説明を割愛する。「浮動小数点数値は、実数値と同等のもの」と考えておけば問題ない。
機械学習／ディープラーニングでは、int型よりも、float型の方をよく使う。
ここでも仮のサンプルコードで説明しておこう。
float_variable = 123.456
float_variable # 123.456と出力される
リスト7-3では、変数float_variableに123.456という数値を設定している。
str型（文字列型）
str型のコード例は、次のとおり（リスト7からの一部抜粋）。
color = 'blue'
color # 'blue'と出力される
リスト7-4では、変数colorに'blue'という文字列値（＝文字がつらなったもの。例えば単語や文、文章など）を設定している。文字列は（基本的に）このように一重引用符（'、シングルクォーテーション）で挟んで記述する。
ちなみに、文字列の中に'を記述したい場合は、二重引用符（"、ダブルクォーテーション）で挟んで記述すればよい（リスト7-5）。文字列は一重引用符だけでなく、二重引用符でも記述可能である。
color = "b'lue"
color # "b'lue"と出力される
「b'lue」という文字列になる。
また、文字列の中に一重引用符と二重引用符の両方が登場する場合は、\'や\"のように文字の前に\（＝OS環境によって＼バックスラッシュか￥円マークで表示）を付ければよい（リスト7-6、併せて「【コラム】エスケープシーケンス」を参照）。
color = 'b\'l"ue'
color # 'b\'l"ue'と出力される
「b'l"ue」という文字列になる。
【コラム】エスケープシーケンス
\を前に付けた文字はエスケープシーケンスと呼ばれる特殊文字となる。Pythonでは、主に次のようなエスケープシーケンスが用意されている。改行は通常、\nを使えばよい。
| エスケープシーケンス | 意味 |
|---|---|
| \\ | バックスラッシュ（\） |
| \' | 一重引用符（'） |
| \" | 二重引用符（"） |
| \r | Linuxの改行（CR：行頭復帰） |
| \n | Macの改行（LF：次行移行） |
| \r\n | Windowsの改行（CR＋LF） |
| \t | タブ文字 |
| 表1 文字列で使えるエスケープシーケンス | |
str型である文字列に関しては、文字列の操作（検索や置換、大文字／小文字化、空白削除など）系の関数があり、特定の場面ではよく使うのですべて紹介したいところだが、本連載は「TensorFlowチュートリアルの読み書き」にフォーカスを当てており、それらについてはあまり出番がないようだったので割愛する。複数の変数の値から任意の文字列を作成できる文字列フォーマットについてはLesson 8で紹介する。
【コラム】変数などの命名規則について
上記のコード例を読む中で、is_aのように_（アンダースコア）を使うことや、EPOCHSがすべて大文字であることに違和感を持ったかもしれない。本コラムでは、主に変数の名前などの命名規則（＝名前付けのルール）について説明しよう。
Python言語の原則的な命名規則（※本コラム末尾のリンク先を参照）としては、アルファベット（主に英単語）と数字を組み合わせて好きな語句を作り、単語間を区切るときは_（アンダースコア、アンダーバー）を使うのが一般的だ。また、名前はすべて小文字でつづるのが一般的である。前掲のリスト7-1の変数名はそれにのっとって、is_aやis_bと命名している。
ちなみに、Lesson 7で説明する「関数」も同様の命名規則となる。例えば関数名をmy_function()のように命名する。
また、変数EPOCHSは、すべて大文字にすることで、その変数が定数（後述）であることを明示している。定数（constants）とは、「変わらない」変数のことで、一度、変数にデータ／値を代入したら二度と変えないようにしようね、というルールになっている。コードを書く側が「この変数は定数なので、再代入や中身の変更は不可ですよ」と明示しているわけである。
もちろん、原則から外れる命名規則もあり、Lesson 11で説明する「クラス」とLesson 17で説明する「例外」がそれになる。ここで簡単に名前の例だけ挙げておくと、クラスMyCalssNameや例外MyExceptionNameのように、単語の先頭は大文字で書き、単語の区切りは（大文字で分かるので）何も入れない。先ほどの原則に従えばmy_calss_nameと命名すべきところが、クラスではMyCalssNameとなるわけである。
なお、単語間ではなく、名前の先頭文字に_（アンダースコア1個）や__（アンダースコア2個）を使うこともできるが、そうした場合、それらの変数などは特別な意味・機能（具体的には「アクセス制限」などの機能）を持つことになる。詳しくはLesson 12で説明するので、現時点ではそのような命名をしないように気を付けてほしい。
以上、命名規則についてまとめておこう。
- 原則的には、すべて小文字で書き、単語の区切りは_（アンダースコア）を使う
- 定数は、すべて大文字で書き、単語の区切りは_（アンダースコア）を使う
- この原則に当てはまらない法則： 「クラス」と「例外」は、単語の先頭は大文字で書き、単語の区切りは大文字で分かるので何も入れない
初心者のうちは、この3つだけ覚えておけば十分だ。万が一、覚えていなくて命名規則から外れていても、コーディングするうえで実用上の問題は発生しないので、安心してほしい。一般的な命名規則はPEP 8というPython公式スタイルガイド（日本語訳）に詳しく記載されているので、興味がある方は、本連載を読了した後ぐらいのタイミングで読んでみてほしい（※繰り返すが、初心者はそこまで詳しく命名規則を学ぶ必要はない。Pythonに慣れて余裕が出てきてから読めばよい）。
つづく
今回はデータ型の基本である「bool型（ブール型）」「int型／float型（数値型）」「str型（文字列型）」について説明した。次回は、続編としてコレクション（＝複数の値をまとめて管理できるデータ型）の「list型（リスト型）」「tuple型（タプル型）」「dict型（辞書型）」を紹介する。
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