【Python】レッスン4-11：辞書の基本を理解しよう

一つ前のLessonではタプルのアンパックについて学習しました。

今回は辞書の基本について見ていきましょう。

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辞書の基本と操作の全体像｜作成・編集・走査

辞書（dict）は、キーと値の組み合わせでデータを管理するための基本データ構造です。

{キー: 値} の形で定義し、キーを指定して高速に参照・更新・削除できます。

この知識を身につけると、ID → ユーザー情報の参照、設定値の管理など、実務でも頻出の処理を短く・意図が伝わる形で書けるようになります。

読み終える頃には、辞書で「何をキーにして、どんな値を持たせるか」を自信を持って設計できるはずです。さっそく定義の基本から見ていきましょう。

辞書とは何か｜構造と使い方の最初の一歩

Pythonの辞書（dictionary）は、キーとそれに対応する値を組み合わせて格納するデータ構造です。

ユーザー情報などを記録することを考えると分かりやすいでしょう。

辞書はPythonの組み込みデータ型の一つで、他のプログラミング言語における「ハッシュマップ」や「連想配列」とも似た概念です。

リストやタプルが順序付きのデータを保持するのに対し、辞書は順序に関係なくキーを使用して値にアクセスできるのが特徴です。

辞書は波括弧 {} を使って作成します。

中に「 キー : 値 」のペアをコンマで区切って記述します。キーは一意でなければならず、通常は文字列や数値が使われますが、タプルのような不変オブジェクトもキーとして使用可能です。

一方、値はどんなデータ型でも指定できます。辞書を作成する基本的な例を以下に示します。

# キーと値を持つ辞書を作成し、変数personに代入
person = {
    'name': 'Python太郎',
    'age': 30,
    'city': 'Tokyo'
}

print(person)

このコードを実行すると以下のように出力されます。

{'name': 'Alice', 'age': 30, 'city': 'Tokyo'}

この例ではpersonという辞書を作成し、「name」というキーに「Alice」という値を、「age」というキーに数値の30を、「city」というキーに「Tokyo」という値を割り当てています。

辞書の操作方法｜要素の追加、削除、更新

辞書は作成後に簡単に操作することができます。代表的な操作には、要素の追加、削除、更新が含まれます。

要素の追加｜角括弧による指定

辞書に新しいキーと値を追加する場合、角括弧[]を用いて以下のように記述します。

person = { 'name': 'Alice', 'age': 30, 'city': 'Tokyo' }

# 職業を追加
person['job'] = 'Engineer' # キー：job、値：Engineerとして辞書登録
print(person)

このコードを実行すると以下のように出力されます。

{'name': 'Alice', 'age': 30, 'city': 'Tokyo', 'job': 'Engineer'}

要素の削除｜del と pop の違いと使い方

辞書からキーとその値を削除するには、delキーワード や pop()メソッド を使います。

person = { 'name': 'Alice', 'age': 30, 'city': 'Tokyo', 'job': 'Engineer' }

# キー 'age' の要素を削除
del person['age']

# 'city' キーの値を取得しながら削除
city = person.pop('city')
print(person)
print(city)

このコードを実行すると以下のように出力されます。

{'name': 'Alice', 'job': 'Engineer'}
Tokyo

要素の更新｜角括弧による指定

既存のキーの値を更新することも可能です。

person = { 'name': 'Alice', 'job': 'Engineer' }

# キー 'name' の値を更新
person['name'] = 'Bob'
print(person)

このコードを実行すると以下のように出力されます。

{'name': 'Bob', 'job': 'Engineer'}

辞書の中身をループ処理する例｜items()メソッドの使い方

実際に辞書を使用してデータを管理するケースを見てみましょう。

以下のコードは辞書を使って複数の人のデータを管理する例です。 items()メソッド を使って辞書のキーと値を同時に取得し、ループ処理で情報を表示しています。

people = {
    'Alice': {'age': 30, 'city': 'Tokyo'},
    'Bob': {'age': 25, 'city': 'Osaka'},
    'Charlie': {'age': 35, 'city': 'Nagoya'}
}

# 辞書の中身をループ処理で表示
for name, info in people.items():	# ２つの変数に、キーと値をそれぞれ順次代入
    print(f"{name} is {info['age']} years old and lives in {info['city']}.")

このコードを実行すると以下のように出力されます。

Alice is 30 years old and lives in Tokyo.
Bob is 25 years old and lives in Osaka.
Charlie is 35 years old and lives in Nagoya.

この例ではpeopleという辞書を使い、それぞれの人に対する年齢と居住地の情報を管理しています。

まとめ｜キーと値で設計し、追加・更新・走査を使いこなそう

辞書はキーと値のペアを使ってデータを管理する非常に便利なデータ構造です。

Pythonでは要素の追加、削除、更新が簡単に行えるため、効率的にデータを扱うことができます。

辞書の基本操作をマスターすることで複雑なデータ管理も容易になりますので、ぜひ実際にコードを書いて辞書の操作に慣れてください。

練習問題：辞書を使ってみよう

この記事で学習した「辞書」を復習する練習問題に挑戦しましょう。

問題｜商品在庫管理プログラムを作成しよう

商品在庫を管理するプログラムを作成して、辞書の基本操作を学びましょう。

このプログラムでは商品の価格や在庫数を管理します。新しい商品を追加したり、在庫を更新したり、不要な商品を削除する機能を実装します。

以下の要件に従ってコードを完成させてください。

ただし、以下のような実行結果となるコードを書くこと。

初期の在庫: {'りんご': {'価格': 100, '在庫数': 50}, 'バナナ': {'価格': 80, '在庫数': 30}, 'みかん': {'価格': 60, '在庫数': 100}}
ぶどうを追加した後の在庫: {'りんご': {'価格': 100, '在庫数': 50}, 'バナナ': {'価格': 80, '在庫数': 30}, 'みかん': {'価格': 60, '在庫数': 100}, 'ぶどう': {'価格': 120, '在庫数': 25}}
りんごの在庫数を更新した後の在庫: {'りんご': {'価格': 100, '在庫数': 40}, 'バナナ': {'価格': 80, '在庫数': 30}, 'みかん': {'価格': 60, '在庫数': 100}, 'ぶどう': {'価格': 120, '在庫数': 25}}
バナナを削除した後の在庫: {'りんご': {'価格': 100, '在庫数': 40}, 'みかん': {'価格': 60, '在庫数': 100}, 'ぶどう': {'価格': 120, '在庫数': 25}}
最終的な在庫状況:
りんご: 価格 = 100円, 在庫数 = 40個
みかん: 価格 = 60円, 在庫数 = 100個
ぶどう: 価格 = 120円, 在庫数 = 25個

ヒント｜難しいと感じる人だけ見よう

１からコードを組み立てることが難しい場合は、以下のヒントを開いて参考にしましょう。

このヒントを見てもまだ回答を導き出すのが難しいと感じる場合は、先に正解のコードと解説を見て内容を理解するようにしましょう。

解答例｜在庫辞書の基本操作プログラム

例えば以下のようなプログラムが考えられます。

解答例の解説｜在庫辞書の基本操作プログラムの考え方

解答例の詳細解説は以下の通りです。

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辞書の基本の疑問解消｜FAQと用語のまとめ

初心者がつまずきやすいポイントをFAQとしてまとめ、またよく使う専門用語をわかりやすく整理しました。

理解を深めたいときや、ふと疑問に感じたときに役立ててください。

FAQ｜辞書の基本に関するよくある質問

Python用語集｜辞書の基本に関する用語一覧

今回の記事で出てきた用語・関数などを一覧で紹介します。

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