プログラムの3大基本と実践で役立つ要素

プログラムを書く上で、最低限押さえておきたい3大基本と、実践で役立つ発展的な要素について解説します。
初心者の方でもわかりやすいように、例とともに丁寧に説明します。

Contents

プログラムの3大基本
実践で役立つ要素
まとめ

プログラムの3大基本

プログラムは、主に次の3つの構造で成り立っています。

順次処理（Sequence）
プログラムは上から下に向かって処理を実行します。
全てのプログラムがこの流れに従っています。
分岐（Selection）
条件によって処理を変える仕組みです。
例えば、「晴れなら外出、雨なら家で過ごす」といった選択をプログラムで表現できます。
繰り返し（Iteration）
同じ処理を何度も繰り返す仕組みです。
「3回お礼を言う」などの作業を簡潔に書けます。

実践で役立つ要素

基本の3つを理解したら、次に以下の要素を覚えるとプログラムがもっと便利で効率的になります。

1. 関数・サブルーチン（Functions）

関数は、何度も使う処理をひとまとめにして再利用する仕組みです。
プログラムをわかりやすくし、修正も楽になります。

例：お礼を言う関数を作る

def say_thank_you(name):
    print(f"{name}さん、ありがとう！")

say_thank_you("山田")
say_thank_you("佐藤")

繰り返し使えるのでコードが短くなる。
処理を1箇所にまとめるので修正が簡単。

2. データ構造（Data Structures）

データ構造とは、データを整理して扱いやすくする仕組みです。
例えば、複数のデータをまとめて扱える「リスト」や「辞書」があります。

例：リストを使って買い物リストを作る

shopping_list = ["りんご", "バナナ", "牛乳"]

for item in shopping_list:
    print(f"{item}を買う")

例：辞書を使って商品と値段を管理する

products = {"りんご": 100, "バナナ": 50, "牛乳": 200}

for product, price in products.items():
    print(f"{product}は{price}円")

大量のデータを効率よく管理・操作できる。
現実の問題をプログラムで表現しやすくなる。

3. イベント駆動（Event-driven programming）

ボタンを押したり、画面をクリックしたときのように「イベント」をきっかけに動くプログラムの書き方です。
ゲームやWebアプリでよく使われます。

例：クリックでメッセージを表示（擬似コード）

def on_button_click():
    print("ボタンがクリックされました！")

# GUIアプリでボタンにイベントを設定するイメージ
button.onClick = on_button_click

ユーザーの操作に応じて動作するプログラムが作れる。
インタラクティブなアプリやゲームに必要不可欠。

4. エラーハンドリング（Error Handling）

プログラムはエラーが発生することがあります。
エラーを事前にキャッチして適切に対応するのがエラーハンドリングです。

例：ゼロで割り算するエラーを防ぐ

try:
    result = 10 / 0
except ZeroDivisionError:
    print("ゼロで割ることはできません！")

ユーザーに優しいプログラムを作れる。
エラーでプログラムが止まるのを防ぐ。

5. 並行処理・非同期処理（Concurrency & Asynchronous Programming）

複数の処理を同時に進めたり、待ち時間を効率化する技術です。
例えば、ファイルをダウンロードしながら別の処理を進めたい場合に使います。

例：非同期処理で待ち時間を効率化

import asyncio

async def task1():
    print("タスク1開始")
    await asyncio.sleep(2)  # 2秒待つ
    print("タスク1完了")

async def task2():
    print("タスク2開始")
    await asyncio.sleep(1)  # 1秒待つ
    print("タスク2完了")

asyncio.run(asyncio.gather(task1(), task2()))