プログラムを使う人からの入力を受け取る

解決する問題

これまでのプログラムは、数字をファイルの中に直接書いていました。別の数字で動かしたいときは、ファイルを開いて書き換える必要がありました。

本物のプログラムは、そんなふうには動きません。プログラムがたずね、使う人が答えるのです。

Pythonでたずねる役目を担うのがinput()です。覚えるのに時間はかかりません。ただ、新人プログラマーなら必ず一度はつまずく、ルールが1つあります。input()が返すものは、相手がきちんと数字を入力したときでも、常にテキストです。 このルールを知らないだけで、最初の計算プログラムは動かなくなってしまいます。

この章を終える頃には

• input()で、わかりやすい質問を表示しながら入力を読み取れる
• 入力が常にstrである理由を説明できる
• int()とfloat()で数値に変換できる
• TypeError、ValueError、そしてエラーなしの誤った答えを見分けられる
• 余分な空白でプログラムが壊れないよう、入力をきれいにできる

前提条件: 文字列を扱う — インデックス、スライス、f-string。

input()の仕組み

name = input("What is your name? ")
print(f"Hello, {name}!")

実行します:

What is your name? Rafi
Hello, Rafi!

ここでは3つのことが起きました。input()は括弧の中の質問を表示しました。次に、止まって待ちました。相手が何か入力してEnterを押すまで待ち、それから入力された内容を返しました。その内容をnameに保存しています。

質問の末尾にある空白（"What is your name? "）に注目してください。これがないと、入力した文字が疑問符にくっついてしまい、見た目がおかしくなります。

このプログラムは、ターミナルで実行する必要があります。 input()は人が入力するのを待つので、Webサイトやエディタのプレビュー画面では動きません。自分のターミナルでpython ask.pyを実行してください。このコース全体も、もともとそうやって進めていきます。

誰もが一度はハマるルール

age = input("Your age: ")
print(type(age))
print("Next year:", age + 1)

Your age: 22
<class 'str'>
Traceback (most recent call last):
  File "D:\python-lab\lesson-07\ask.py", line 3, in <module>
    print("Next year:", age + 1)
                        ~~~~^~~
TypeError: can only concatenate str (not "int") to str

相手は22と入力しました。画面には数字が表示されています。それなのにtype(age)はstrと答えます。（Fileの行には、あなたのファイルのフルパスが表示されるので、お使いのパソコンでは見た目が違うはずです。）

理由を考えると納得がいきます。キーボードが生み出すのは数字ではなく、文字です。相手は22と入力するかもしれませんし、abcや12.5と入力するかもしれません。input()が「数字っぽいから変換しよう」と推測することもできたはずです。ところがそうすると、同じ行のコードが、ある時はstrを、別の時はintを返すことになり、どちらが返ってくるかを事前に知ることができなくなります。だからPythonは、「常にテキスト」という1つのルールを守っています。変換はあなたの仕事です。

int()とfloat()

age = input("Your age: ")
age = int(age)

print(type(age))
print("Next year:", age + 1)

Your age: 22
<class 'int'>
Next year: 23

この2つのステップは1行にまとめられることが多く、ふつうはこう書きます:

age = int(input("Your age: "))
print("Next year:", age + 1)

読み方は内側から外側へです。input()がテキストを作り、int()がそれを整数に変え、結果がageに入ります。

小数を扱うならfloat()を使います:

price = float(input("Price: "))
print("With tax:", round(price * 1.15, 2))

Price: 249.50
With tax: 286.92

どちらを使うかの目安: 数えるもの（年齢、個数、数量）にはint、測るもの（価格、重さ、平均）にはfloatを使います。

2つのエラーと、エラーが出ないミス

変換を忘れたり、入力が不正だったりすると、3つの異なることが起こり得ます。名前が混同しやすいので、並べて見てみましょう。

TypeError — 型が間違っている。 変換を忘れて、数値をテキストに足そうとしました:

qty = input("Quantity: ")
print(qty + 2)

Quantity: 3
Traceback (most recent call last):
  File "D:\python-lab\lesson-07\ask.py", line 2, in <module>
    print(qty + 2)
          ~~~~^~~
TypeError: can only concatenate str (not "int") to str

qtyが持っているのはテキストの"3"です。テキストに対する+は、別のテキストをつなげることしかできず、数値は足せません。Pythonは、足し算のつもりなのか、つなげるつもりなのかを推測しないので、止まります。

まったくエラーなし — ただの誤った答え。 今度は+の代わりに*を書きます。変換はやはり忘れたままです:

qty = input("Quantity: ")
print(qty * 2)

Quantity: 3
33

今回はエラーがまったく出ません。"3" * 2は、テキストを2回繰り返すという意味で、結果は"33"です。プログラムは動き、答えは間違っています。エラーなしで出る誤った答えは、エラーより厄介です。 止めてくれるものも、知らせてくれるものもないからです。

ValueError — 型は正しいが、テキストが数字ではない:

age = int(input("Your age: "))

Your age: twenty
Traceback (most recent call last):
  File "D:\python-lab\lesson-07\ask.py", line 1, in <module>
    age = int(input("Your age: "))
          ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'twenty'

int()は仕事を引き受けてくれます。ただ、'twenty'だけは受け付けられないのです。エラーメッセージには、問題の値が末尾に引用符付きで書かれています。

見落としやすい落とし穴もあります:

count = int(input("Count: "))

12.5と入力すると、これでもValueErrorが出ます。int()は、小数点を含むテキストを受け付けないからです。小数の可能性があるなら、float()で受け取り、必要であれば後からint()に変換してください。

これらのエラーを防ぐために必要な道具は、まだすべては揃っていません。条件分岐とループの両方が必要で、どちらも次の章以降で扱います。今は、エラーに気づき、メッセージを読めるようになりましょう。

入力をきれいにする

相手は余分な空白を入れたり、大文字と小文字を混ぜたりします。前の章で学んだメソッドが、まさにそのために使えます:

full_name = input("Name: ").strip().title()
answer = input("Continue? (yes/no) ").strip().lower()

print(f"Name is {full_name}")
print(f"Answer is {answer}")

Name:    rafi ahmed
Continue? (yes/no)   YES
Name is Rafi Ahmed
Answer is yes

input()から受け取ったものには、必ず.strip()をつける習慣をつけましょう。空白が1つ余分にあったくらいで、プログラムが壊れる理由はありません。

完成例

bill.py:

# Ask for one order and print a small bill
print("--- Order entry ---")

customer = input("Customer name : ").strip().title()
item = input("Item          : ").strip()
quantity = int(input("Quantity      : "))
unit_price = float(input("Unit price    : "))

subtotal = quantity * unit_price
tax = subtotal * 0.05
total = subtotal + tax

print()
print("--- Bill ---")
print(f"Customer : {customer}")
print(f"Item     : {item} x {quantity}")
print(f"Subtotal : {subtotal:.2f}")
print(f"Tax (5%) : {tax:.2f}")
print(f"Total    : {total:.2f}")

--- Order entry ---
Customer name :   rafi ahmed
Item          : notebook
Quantity      : 4
Unit price    : 85.50

--- Bill ---
Customer : Rafi Ahmed
Item     : notebook x 4
Subtotal : 342.00
Tax (5%) : 17.10
Total    : 359.10

入力は4つで、それぞれ扱い方が違います。名前は空白を取り除いて先頭を大文字にし、商品名は空白を取り除くだけです。数量は整数に、単価は小数に変換します。入力のたびに、2つのことを決める必要があります。どの型が必要か、そしてどうやってきれいにするかです。

うまくいかないとき

TypeError: can only concatenate str (not "int") to str 変換が抜けています。int(input(...))またはfloat(input(...))と書いてください。

掛け算のつもりなのに、テキストが繰り返されてしまう "3" * 2は"33"になります。値をintに変換していなかったのです。この不具合はエラーが出ないので危険です。迷ったらtype()を表示してみてください。

ValueError: invalid literal for int() with base 10 相手が入力したものが整数ではありません。単語、小数、あるいは何も入力せずEnterだけを押した場合です。小数が入る可能性があるなら、float()を使ってください。

プログラムが何も表示せず、そこで止まっている 入力を待っているのです。input()に質問を渡していないと、画面には何も出ず、止まっているように見えます。必ず質問を渡すようにしましょう。

エディタの中でinput()が動かない エディタやオンラインの実行環境の中には、入力を受け付けないものがあります。ターミナルを開き、python bill.pyを実行してください。

Enterを押すと、余分な空行が出る input()は入力したテキストを受け取りますが、末尾の改行は保持しません。余分な空行は、ほぼ間違いなく自分で書いたprint()が原因です。

やってみよう

travel.pyという名前のファイルを書いてください。このファイルは4つの質問をして、小さな計算を表示します:

1. 乗客の名前（空白を取り除き、先頭を大文字にする）
2. 乗客の人数（整数）
3. 乗客1人あたりの運賃（小数）
4. 割引率（パーセント、小数）

そのあと、合計運賃、割引額、最終的な支払額を表示してください。3つとも小数点以下2桁で表示します。

動くことを確認したら、わざと3回壊してみてください:

• 乗客の人数にtwoと入力してみてください。どんなエラーが出ますか？メッセージには何と書かれていますか？
• 乗客の人数に2.5と入力してみてください。何が起きますか？なぜでしょうか？
• 名前の前後に空白を何個か入れてみてください。出力は正しく保たれますか？

最後の質問の答えが「はい」なら、もうすでに、平均的な初心者より良いコードを書けています。残りの2つへの対処法は、条件分岐とループを学んだら登場します。