True and False — 問いを立てることを学ぶ

解決する問題

プログラムは、何かを判断しなければなりません。この注文は割引の対象でしょうか？ パスワードは十分に長いでしょうか？ 商品は在庫にあるでしょうか？

判断するコードは次の章（if）で登場します。でもその前に、判断の土台が必要です。それは、答えが はい か いいえ になる問いです。Pythonでは、その答えをTrueとFalseと呼び、その型をboolと呼びます。

今日は、判断することではなく、問うことだけを学びます。そう分けるのには理由があります。ifを書くときに人が犯すミスは、ほとんどの場合ifではなく、問いの立て方のミスなのです。

この章を終える頃には

• 6種類の比較演算子を使える
• =と==を見分けられる
• and、or、notで小さな問いを組み合わせられる
• 18 <= age <= 60のような連続した比較を書ける
• Falseでないのに偽とみなされる値を言える

前提条件: プログラムを使う人からの入力を受け取る。

6つの比較

age = 22

print(age == 22)
print(age != 22)
print(age > 18)
print(age < 18)
print(age >= 22)
print(age <= 21)

True
False
True
False
True
False

どの比較も値を1つ作ります。それはTrueかFalseです。つまり、比較の結果も変数に保存できます:

age = 22
is_adult = age >= 18
print(is_adult)
print(type(is_adult))

True
<class 'bool'>

変数名をこうつけると、コードはずっと読みやすくなります。is_adultは何を調べているかを示しますが、age >= 18だと読む人が自分で考えなければなりません。

=と== — 1文字違えば、意味も違う

total = 100          # an instruction: put 100 into total
print(total == 100)  # a question: is total 100?

True

• =は保存します（代入）
• ==はたずねます（比較）

条件が書かれるべき場所に=を書くと、Python 3は分かりやすいメッセージとともにエラーを出します:

SyntaxError: invalid syntax. Maybe you meant '==' or ':=' instead of '='?

良いニュースです。このミスは黙って見過ごされることはなく、必ず捕まります。

テキストの比較

print("rafi" == "rafi")
print("Rafi" == "rafi")
print("apple" < "banana")
print(len("password123") >= 8)

True
False
True
True

ここで注意したいことが2つあります。

大文字と小文字は区別されます。 "Rafi"は"rafi"と等しくありません。人が入力したテキストを照合するときは、先に.strip().lower()を実行してください。そうしないと、名前の先頭を大文字で入力した人や、余分な空白を入れた人が除外されてしまいます:

typed = "  RAFI "
print(typed == "rafi")
print(typed.strip().lower() == "rafi")

False
True

<はテキストにも使えます。 アルファベット順、つまり辞書のような順序で比べられます。だから"apple" < "banana"が成り立つのです。名前のリストを並べ替えられるのも、この仕組みによるものです。

and、or、not

3つの単語を使うと、小さな問いを大きな問いにまとめられます:

age = 22
has_id = True

print(age >= 18 and has_id)
print(age >= 60 or has_id)
print(not has_id)

True
True
False

• and — 両方が真のときに真
• or — 少なくとも1つが真のときに真
• not — 真偽を反転させる

全体像をまとめて見てみましょう:

print(True and True)
print(True and False)
print(False and False)
print(True or False)
print(False or False)

True
False
False
True
False

orは「どちらか、または両方」であり、「どちらか一方だけ」ではありません。 日常会話で「紅茶かコーヒーか？」と聞けば、どちらか一方を指しています。しかしPythonのorは、両方が真のときにもTrueになります。この違いを忘れると、条件が思いどおりに動かず驚くことになります。

notは、直後にあるものだけに適用され、最初に実行されます。順番は、notが最初、次にand、最後にor です。

print(True or False and False)
print((True or False) and False)

True
False

1行目ではandが先に実行されたので、PythonはTrue or (False and False)と読みました。これはTrue or Falseなので、結果はTrueです。2行目では、かっこが順番を変えています。迷ったらかっこを使いましょう。 算術でかっこが役立つのと同じように、ここでも役立ちます。

連続した比較

ある値が2つの境界の間にあるかを調べるとき、Pythonでは数学と同じ書き方ができます:

marks = 72

print(0 <= marks <= 100)
print(marks > 60 and marks < 80)
print(60 < marks < 80)

True
True
True

2行目と3行目は同じことを表しています。ただ、3行目のほうが読みやすいです。多くのプログラミング言語はこの書き方を許しませんが、Pythonは許します。ぜひ使ってみてください。

Pythonが偽とみなす値

偽になるのはFalseだけではありません。いくつかのふつうの値も偽とみなされます:

print(bool(0))
print(bool(1))
print(bool(-5))
print(bool(""))
print(bool("hello"))
print(bool("0"))
print(bool("False"))

False
True
True
False
True
True
True

ルールは1行で言えます。0と空のものは偽、それ以外はすべて真です。 つまり0は偽、空のテキスト""も偽です。一方、-5は0ではないので真です。"0"と"False"も真です。空ではなく、文字を含んでいるからです。

最後の2行が本当の落とし穴です。input()から受け取るものは、すべてテキストです。そのため、相手が0と入力しても、手元にあるのは"0"で、Pythonはこれを真とみなします。数値を比べるときは、先にint()で変換しなければなりません。

「空は偽」というルールには、実用的な使い道もあります。Enterだけを押して何も入力しなかった人を検出できるのです:

name = input("Name: ").strip()
print("Name was given:", bool(name))

Name: 
Name was given: False

完成例

eligibility.py:

# Check a discount rule without deciding anything yet
age = int(input("Age            : "))
years_member = int(input("Years a member : "))
order_total = float(input("Order total    : "))

is_adult = age >= 18
is_senior = age >= 60
is_loyal = years_member >= 2
is_large_order = order_total >= 1000

# The rule: adults who are either long-standing members or spending a lot
gets_discount = is_adult and (is_loyal or is_large_order)

print()
print(f"Adult          : {is_adult}")
print(f"Senior         : {is_senior}")
print(f"Loyal member   : {is_loyal}")
print(f"Large order    : {is_large_order}")
print(f"Gets discount  : {gets_discount}")

Age            : 34
Years a member : 1
Order total    : 1500

Adult          : True
Senior         : False
Loyal member   : False
Large order    : True
Gets discount  : True

各条件に、まず名前をつけてから、それらを組み合わせてルールを作っていることに注目してください。age >= 18 and (years_member >= 2 or order_total >= 1000)のように1行で書いても、コードの動きは同じです。しかし6か月後にそのルールを読み解こうとすると、大変な作業になります。かっこも大事です。かっこがなければandが先に実行され、ルールそのものが変わってしまいます。

うまくいかないとき

SyntaxError: invalid syntax. Maybe you meant '==' ... 比較を書くべき場所に=が書かれています。==を使ってください。

同じはずなのにFalseになる 3つを確認しましょう。余分な空白（.strip()）、大文字と小文字（.lower()）、そして型です。"22" == 22は必ずFalseになります。テキストと数値は決して等しくならないからです。

TypeError: '<' not supported between instances of 'str' and 'int' テキストと数値を比べています。おそらくinput()の変換を忘れたのでしょう。int()で囲んでください。

2つの小数が==で等しくならない 想定どおりの動きです。第5章の小数の落とし穴を思い出してください。round()で丸めてから比べてください。

条件が書いたとおりに動かない andとorの順番を確認してください。notが最初、次にand、最後にorです。意図を明示するには、かっこを使いましょう。

やってみよう

password_check.pyという名前のファイルを書いてください。パスワードを受け取り、次の4つの問いについてTrue/Falseを表示します:

1. 長さが8以上である
2. 長さが8以上20以下である（連続した比較で書いてください）
3. 単語"password"が含まれていない（notとinの両方が必要です。また、比べる前に小文字に変換してください）
4. 上の3つがすべて同時に真であるか

そのあと、少なくとも4種類のパスワードで実行してください。1つは非常に短いもの、1つは非常に長いもの、1つはPasswordと大文字を含むもの、そして1つはすべての条件を満たすものです。4つすべてが正しく答えるか確かめてください。特に3つ目を確かめましょう。大文字と小文字の落とし穴が潜んでいるのは、まさにそこだからです。