Pythonの「組み込み関数」をマスターしよう：誰でもすぐに使える、プログラムの頼もしい味方たち

【Yuki】 「……こんにちは、ヒロキくん。今日はPythonの勉強の中でも、とっても基礎的で、でもとっても大切な『組み込み関数』について、一緒にお勉強しましょうか。あまり気負わずに、のんびり進めていきましょうね……」

【Hiroki】 「Yukiさん、よろしくお願いします！ 組み込み関数って、なんとなく聞いたことはありますけど、具体的にどういうものなんですか？ 特別な準備が必要だったりするんでしょうか」

【Yuki】 「いいえ、そんなことはありませんよ。組み込み関数というのは、Pythonをインストールしたその瞬間から、何も設定しなくても最初から使える関数のことです。……プログラムを書く人たちが困らないように、Pythonを作った人たちが最初から準備してくれた、小さな、でもとても役に立つ道具たちなんです。誰かの役に立つために、ずっとそこで待っていてくれる……そう思うと、なんだか少し、愛着が湧いてきませんか？」

【Hiroki】 「なるほど、最初から入っている道具箱みたいなものなんですね。そう言われると、確かに少し親近感が湧きます」

【Yuki】 「ふふ、そう言ってもらえると嬉しいです。それじゃあ、まずは一番有名なものから見ていきましょうか」

画面に文字を出す・データを受け取る：print() と input()

【Yuki】 「まずは、ヒロキくんもきっと使ったことがある、print()関数です。これは指定した内容を画面に表示するための、基本中の基本の関数ですね。……それから、ユーザーから入力を受け取るための input() 関数。この2つは、プログラムと人間が対話するための、入り口のような役割を持っています」

【Hiroki】 「あ、それは僕も知っています！ 最初の『Hello World』もprint関数でした。でも、input関数は少し使い方が難しいときがあるような……」

【Yuki】 「そうかもしれませんね。ちょっと簡単なサンプルコードを書いてみますね。……こんな感じです」

# 名前を聞いて挨拶するプログラム
name = input("あなたのお名前を教えてください：")
print("こんにちは、", name, "さん。よろしくお願いします。")

# 数値を入力してもらう場合
age_str = input("あなたの年齢を教えてください：")
age = int(age_str)  # 入力は文字列なので数値に変換
print(f"{name}さんは、来年には{age + 1}歳になりますね。")

【Yuki】 「……input()関数で受け取ったデータは、たとえ数字を打ち込んだとしても、最初は『文字列（str）』として扱われるんです。だから、計算に使いたいときは int() などの別の関数を使って、種類を変えてあげる必要があるんですよ。ここは初心者の人がよく躓いてしまうところかもしれません……」

【Hiroki】 「あ、そうだったんですね！ 文字列のままだと足し算ができないから、変換が必要なんだ。int()も組み込み関数の一つなんですか？」

【Yuki】 「はい、その通りです。よく気づきましたね、ヒロキくん」

データの型を知る・変換する：type() とデータ型変換関数

【Yuki】 「今お話しした int() のように、データの種類（型）を変換したり、今の型が何なのかを調べたりする関数も、たくさん用意されています。……特に、type() 関数は、プログラムがうまく動かないときに『このデータ、今どんな形なんだろう？』って確認するのに、とても便利だと思います……」

【Hiroki】 「デバッグというか、間違い探しに使えるんですね」

【Yuki】 「そうなんです。代表的なものをまとめてみますね」

• type(obj)：オブジェクトの型を返します。
• int(x)：数値や文字列を整数に変換します。
• float(x)：数値や文字列を浮動小数点数（小数）に変換します。
• str(x)：オブジェクトを文字列に変換します。
• bool(x)：値を真偽値（True/False）に変換します。

# 型を調べてみる
print(type(10))        # <class 'int'>
print(type("こんにちは")) # <class 'str'>

# 文字列を数値にして計算する
price = "1500"
tax_rate = 1.1
total = int(price) * tax_rate
print(f"合計金額は {total} 円です。") # 1650.0

【Yuki】 「……こうやって、必要な形に整えてあげることで、コンピュータも迷わずに処理をしてくれるようになるんです。地味な作業に見えますけど、とっても大切なんですよ」

数の計算を助けてくれる：abs(), round(), max(), min(), sum()

【Hiroki】 「計算についても、便利な関数があるんですか？ 四則演算以外にも色々ありそうですね」

【Yuki】 「ええ。たとえば、マイナスの数字をプラスに変える abs()（絶対値）や、小数を丸める round()（四捨五入に近い動作）、それから複数の数字の中から一番大きいものや小さいものを探す max() や min() もあります。……リストの中身を全部合計してくれる sum() も、よく使われるかもしれません」

【Hiroki】 「いちいち自分でループを回して計算しなくていいのは、すごく助かります！」

【Yuki】 「そうですね。Pythonが裏側で効率よく計算してくれるので、自分で書くよりも正確で速いことが多いと思います……。少し例を出してみますね」

numbers = [10, 5, 8, 20, 3]

print("最大値:", max(numbers))  # 20
print("最小値:", min(numbers))  # 3
print("合計:", sum(numbers))    # 46

# 絶対値と丸め
print(abs(-50))      # 50
print(round(3.1415, 2))  # 3.14 (小数第2位で丸める)

【Hiroki】 「round(3.1415, 2) みたいに、桁数も指定できるんですね。これは便利そうです」

【Yuki】 「……はい。組み込み関数は、引数（ひきすう）という、関数に渡す情報を変えることで、いろいろな動きをしてくれるんです。困ったときは、公式のドキュメントを見てみると、新しい発見があるかもしれません……」

Python 標準ライブラリ - 組み込み関数

データの並び（シーケンス）を操作する：len(), range(), sorted()

【Hiroki】 「次はどんな関数がありますか？」

【Yuki】 「次は、データの集まり……リストや文字列などを扱うときに欠かせない関数たちです。……まずは len() ですね。これは、長さ（要素の数）を教えてくれる関数です。……それから、繰り返し処理でよく使う range() も、実は組み込み関数なんですよ」

【Hiroki】 「for i in range(5): の range ですね！ これも関数だったんだ……」

【Yuki】 「そうなんです。あと、データを並べ替えてくれる sorted() もよく使われます。……もとのリストを壊さずに、新しく並べ替えたリストを作ってくれる、ちょっと控えめで優しい関数なんです」

# 文字列の長さを測る
text = "Pythonは楽しいです"
print(len(text))  # 11 (全角文字も1文字として数えます)

# リストの要素数
items = ["apple", "banana", "cherry"]
print(len(items)) # 3

# 数値の並びを作る
numbers = list(range(1, 6)) # 1から5まで
print(numbers) # [1, 2, 3, 4, 5]

# 並べ替え
data = [5, 2, 9, 1, 7]
sorted_data = sorted(data)
print("元のデータ:", data)         # [5, 2, 9, 1, 7]
print("並べ替えたデータ:", sorted_data) # [1, 2, 5, 7, 9]

【Hiroki】 「sorted() は元のリストを変えないんですね。元の順番も取っておきたいときに良さそうです」

【Yuki】 「ええ、その通りです。……もし元のリスト自体を書き換えてもいいときは、リストのメソッドである .sort() を使いますが、初心者のうちはこの sorted() を使うほうが安心かもしれませんね」

繰り返しをより便利にする：enumerate() と zip()

【Yuki】 「ここからは、少しだけ応用的な、でも覚えると劇的にコードが綺麗になる関数を紹介しますね。……enumerate() と zip() です。ヒロキくんは、これらを聞いたことはありますか？」

【Hiroki】 「うーん、名前は見たことある気がしますけど、使い方はよく分かりません……」

【Yuki】 「……ふふ、大丈夫ですよ。enumerate() は、リストの中身を取り出すときに、『今、何番目の要素かな？』というインデックス番号も一緒に教えてくれる関数です。……zip() は、2つのリストをファスナーのようにガッチャンコして、ペアにして取り出してくれる関数なんです。……どちらも、誰かの作業を少しでも楽にしたい、という思いから生まれたような、素敵な関数だと思いませんか？」

【Hiroki】 「ガッチャンコ……。それは便利そうですね！ 実際のコードを見てみたいです」

【Yuki】 「はい、書いてみますね」

# enumerateの例
fruits = ["りんご", "みかん", "ぶどう"]
for index, name in enumerate(fruits):
    print(f"{index + 1}番目の果物は{name}です")

# zipの例
names = ["佐藤", "鈴木", "高橋"]
scores = [80, 95, 70]
for name, score in zip(names, scores):
    print(f"{name}さんの点数は{score}点でした")

【Hiroki】 「わあ、これを使わないと、わざわざ i = 0 とか書いて、ループの中で i += 1 ってしなきゃいけないんですよね。すごくスッキリします！」

【Yuki】 「……そう言ってもらえると、関数たちも喜んでいる気がします。こうした便利な道具を使いこなせると、プログラムを書くのがもっと楽しくなるはずですよ……」

知っていると「通」になれる？：all(), any(), filter(), map()

【Yuki】 「最後に、少し特殊な……でも知っていると便利な関数をいくつか紹介しておきますね。……all() と any() です」

【Hiroki】 「すべて、と、どれか、ですか？」

【Yuki】 「その通りです。all() はリストの中身が『すべて真（True）』ならTrueを返し、any() は『どれか一つでも真』ならTrueを返します。……テストの点数が全員合格点以上か確認したりするのに使えそうですよね。……それから、map() や filter() というものもありますが、これらはリストの全要素に一気に処理を適用したり、特定の条件で抜き出したりするときに使います」

【Hiroki】 「なんだか、だんだん魔法みたいになってきましたね……」

【Yuki】 「ふふ、そうかもしれません。でも、いきなり全部を覚えようとしなくていいんです。……『そういえば、あんな便利なツールがあったな』って、心の片隅に置いておくだけで十分ですよ。必要になったときに、また会いに来ればいいんですから……」

# all, anyの例
results = [True, True, False, True]
print(all(results)) # False (一つFalseがあるから)
print(any(results)) # True  (一つでもTrueがあるから)

# filterの例 (偶数だけ取り出す)
numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
even_numbers = list(filter(lambda x: x % 2 == 0, numbers))
print(even_numbers) # [2, 4, 6]

【Hiroki】 「lambda っていうのも出てきましたけど、これはまた今度教えてください！」

【Yuki】 「はい、そうしましょうか。……一度にたくさん詰め込みすぎると、疲れちゃいますからね。……今日のところは、このあたりにしておきましょうか」

まとめ：組み込み関数はいつもあなたのそばに

【Hiroki】 「Yukiさん、今日はありがとうございました！ 組み込み関数が、Pythonの中に最初から用意されている、優しくて便利な道具たちなんだってことがよく分かりました」

【Yuki】 「……それは良かったです。組み込み関数は、私たちが複雑なコードを書かなくてもいいように、ずっとそこで準備をしてくれています。……困ったとき、楽をしたいとき、まずは『これをやってくれる組み込み関数はないかな？』って探してみる癖をつけると、プログラミングがぐっと上達すると思いますよ……」

【Hiroki】 「はい！ さっそく明日からのコードで使ってみます！」

【Yuki】 「ええ。もし使い方がわからなくなったら、いつでも聞いてくださいね。……私は、ヒロキくんが楽しくプログラムを書けるように、いつでもここで応援していますから……。……あ、それと、さっき紹介した公式ドキュメントも、時間があるときに眺めてみてください。きっと、まだ見ぬ素敵な道具が、あなたに見つけてもらえるのを待っているはずです……」

【Hiroki】 「分かりました！ ありがとうございました！」

【Yuki】 「……ふふ、いいえ。……それじゃあ、また明日、お会いしましょうね……。お疲れ様でした……」

---

参考資料 - Python 3.12.2 ドキュメント - 組み込み関数 - Python公式 チュートリアル