文系でも分かるPython「for文のネスト構造」

for文のネスト構造とは？

for文のネスト構造＝for文の多重ループ

まずは、for文のネスト構造のテンプレートを確認してみよう

for 要素1　in 繰り返すオブジェクト1:
    for 要素2　in 繰り返すオブジェクト2:
        処理（print等）

今度は上記のテンプレートを元に数字を繰り返し出力する処理の例を見てみよう。

要素1= i
要素2= j
繰り返すオブジェクト1= range(2)
繰り返すオブジェクト2= range(3)
処理= print(i , j)

for i in range(2):
   for j in range(3):
      print(i,j)

0 0
0 1
0 2
1 0
1 1
1 2

この処理では、外側のfor文がrange(2)回ループしその外側の１ループごとに内側のfor文がrange(3)回ループしている。

つまり、

・外側１回目のループ“i=0”の最中に内側は３回ループ“j=0″,”j=1″,”j=2”し、それがprint(i,j)に代入され表示(0,0…)。
・外側２回目のループ“i=1”の最中も同じく内側は３回ループ“j=0″,”j=1″,”j=2”し、それがprint(i,j)に代入され表示(1.0…)。

という処理がなされたというわけ。

rangeを使わずに書く場合は以下参照。

for i in [0,1,2]:
    for j in [0,1,2,3]:
        print(i,j)

for i in ["ぜろ","いち","に"]:
    for j in ["ぜろ","いち","に","さん"]:
        print(i,j)

For文のネストの解説

for文のネストは時計に置き換えると理解がしやすいと思う。

for文のネスト構造＝時計

1時間は60分。これは１時間の中で分は60回繰り返されるということでもある。

つまり

・外側１回目のループ”時間=0″の最中に内側は60回ループ”分=0″,”分=1″,”分=2″…され、59分の次は
・外側２回目のループ”時間=1″の最中に内側は60回ループ”分=0″,”分=1″,”分=2″…され、59分の次は…etc

ということ。これをコードに当てはめると以下のようになる

for h in range(24):
   for m in range(60):
      print(f"{h}時{m}分")

0時0分
0時1分
・
・
・
23時58分
23時59分

name = "佐藤"
print(f"私の名前は{name}です。")　#私の名前は佐藤です

name = "佐藤"
age = 21
print(f"私の名前は{name}です。年齢は{age}歳です。") #私の名前は佐藤です。年齢は21歳です。

分の内側に秒をつけてみても良いかもしれない

for h in range(24):
   for m in range(60):
　　　　for s in range(60):
      　　print(f"{h}時{m}分{s}秒")

0時0分1秒
0時0分2秒
・
・
・
23時59分58秒
23時59分59秒

まとめと問題

一見複雑そうに見えるforのネスト構造だが、外側の１ループ=内側のxループのようにシンプルに考えると混乱せずに済むと思う。

だからといってforの重ねすぎは禁物。

問題１

九九の計算表を出力してみてください。

ヒント
range(開始値,終了値)
↓
print(range(1,6))
>>>1,2,3,4,5

期待する出力

1×0=0
1×1=1
1×2=2
1×3=3
・
・
・
9×9=81

for i in range(1,10):
    for j in range(1,10):
        a = i*j
        print(f"{i}×{j}={a}")

問題２

あなたの一日のルーティンを考え出力してください

期待する出力（例）

月曜日もくう
月曜日もねる
月曜日もあそぶ
月曜日もまなぶ

for dow in ["月","火","水","木","金","土","日"]:
    for action in ["くう","ねる","あそぶ","まなぶ"]:
        print(f"{dow}曜日も{action}")

dows = ["月","火","水","木","金","土","日"]
actions = ["くう","ねる","あそぶ","まなぶ"]

for dow in dows:
    for action in actions:
        print(f"{dow}曜日も{action}")