12. 標準ライブラリ2（もっと多くの道具）

数学、統計、テキスト、リスト、エンコード、ハッシュの道具をもっと知りましょう。

この章で学ぶこと

数学、統計、テキスト、リストの道具箱の便利な道具

関数を渡して使うリストの道具（〈変換〉、〈絞り込み〉 …）

エンコード、ハッシュ、CSV

11章で道具の持ってき方を覚えたら、今度はよく使われる道具をもっと見て回りましょう。どれもファイルやネットワークを使わない道具なので、このドキュメントの中ですぐに実行できます。

この章は参考書のように読んでもかまいません。 最初から全部覚える必要はありません。下の表で名前をざっと眺めておき、「こんな道具があったな」と思ったときに戻ってきて探して使えば大丈夫です。はじめてなら、数学、統計、テキスト、リストまで読めば十分です。

モジュール	できること	道具
`【数学】`	計算を追加	`〈平方根〉` `〈べき乗〉` `〈絶対値〉` `〈四捨五入〉` `〈サイン〉` `〈コサイン〉` `〈タンジェント〉` `〈対数〉` `〈円周率〉` `〈最大公約数〉` `〈階乗〉`
`【統計】`	数字のリストを要約	`〈合計〉` `〈最小値〉` `〈最大値〉` `〈平均〉` `〈中央値〉` `〈標準偏差〉`
`【テキスト】`	文字列を扱う	`〈大文字〉` `〈小文字〉` `〈トリム〉` `〈左埋め〉` `〈右埋め〉` `〈繰り返し〉` `〈逆さ〉` `〈始まるか〉` `〈終わるか〉` `〈連結〉` `〈数える〉` `〈位置〉`
`【リスト】`	リストを扱う	`〈並べ替え〉` `〈反転〉` `〈重複除去〉` `〈範囲〉` `〈平坦化〉` `〈小分け〉` `〈ペア〉` `〈変換〉` `〈絞り込み〉` `〈畳み込み〉` `〈探す〉` `〈どれか〉` `〈すべて〉` `〈基準並べ替え〉`
`【エンコード】`	文字列を別の形に	`〈Base64エンコード〉` `〈Base64デコード〉` `〈URLエンコード〉` `〈URLデコード〉`
`【ハッシュ】`	文字列の指紋	`〈SHA256〉`
`【CSV】`	表の文字列を読み書き	`〈パース〉` `〈文字列化〉`
`【乱数】`	（11章に加えて）固有番号	`〈UUID〉`

数学

〈平方根〉、〈べき乗〉(底, 指数)、〈絶対値〉は名前のとおりです。〈四捨五入〉(数, 桁数)は0.5を切り上げる方式（2.5は3、-2.5は-3）で、桁数は省略できます。〈対数〉(数)は自然対数、〈対数〉(数, 底)は底を決めた対数です。三角関数はラジアンを使います。〈最大公約数〉と〈階乗〉（0から170まで）は整数だけを受け取ります。計算できない値（負の数の平方根、0の対数、大きすぎてあふれる結果）はエラーになります。三角関数や対数などの計算は、エンジンによって最後の桁が違うことがあります。

【数学】から〈平方根〉を持ってこよう
【数学】から〈べき乗〉を持ってこよう
【数学】から〈四捨五入〉を持ってこよう
【数学】から〈最大公約数〉を持ってこよう
【数学】から〈階乗〉を持ってこよう

〈平方根〉(2)を出力しよう
〈べき乗〉(2, 10)を出力しよう
〈四捨五入〉(1234.5678, 2)を出力しよう
〈最大公約数〉(12, 18)を出力しよう
〈階乗〉(10)を出力しよう

統計

数字だけが入ったリストを受け取ります。〈標準偏差〉はPythonのstatistics.stdevと同じ標本標準偏差（n-1で割る）なので、値が2つ以上必要です。値が足りないリスト（空のリストの平均など）はエラーになります。

【統計】から〈平均〉を持ってこよう
【統計】から〈中央値〉を持ってこよう
【統計】から〈最大値〉を持ってこよう
【統計】から〈標準偏差〉を持ってこよう

『点数』を【70, 85, 92, 60, 88】にしよう
枠「平均{〈平均〉(『点数』)}、中央値{〈中央値〉(『点数』)}、最高{〈最大値〉(『点数』)}」を出力しよう
〈標準偏差〉(『点数』)を出力しよう

テキスト

文字数と位置はすべて文字単位（ひらがな1文字が1つ）で数えます。〈トリム〉は前後の空白と改行、全角スペースまで取り除きます。〈左埋め〉(文字列, 幅, 埋める文字)は、文字列が幅より短いときだけ埋め、切り取りはしません。〈位置〉は最初に出てきた場所を1から数えて教え、なければ空っぽです。大文字小文字の変換は、英語のような一般的な文字が対象です。

【テキスト】から〈大文字〉を持ってこよう
【テキスト】から〈トリム〉を持ってこよう
【テキスト】から〈左埋め〉を持ってこよう
【テキスト】から〈連結〉を持ってこよう
【テキスト】から〈位置〉を持ってこよう
【テキスト】から〈数える〉を持ってこよう

〈大文字〉(「hello カナデ」)を出力しよう
枠「[{〈トリム〉(「   余白   」)}]」を出力しよう
〈左埋め〉(「7」, 3, 「0」)を出力しよう
〈連結〉(【「りんご」, 「みかん」, 「ぶどう」】, 「、」)を出力しよう
〈位置〉(「あいうえ」, 「う」)を出力しよう
〈数える〉(「banana」, 「an」)を出力しよう

〈並べ替え〉は数字同士または文字列同士だけを並べ替え、並べ替えた新しいリストを返します（元のリストはそのままです）。〈範囲〉(始め, 終わり)は終わりまでを含めて整数のリストを作り、始めが終わりより大きければ自動で逆順に数えます。3つ目の値は間隔です。〈重複除去〉は最初に出てきたものだけを残し、〈平坦化〉はリストの中のリストを1段階だけ開きます。

【リスト】から〈並べ替え〉を持ってこよう
【リスト】から〈範囲〉を持ってこよう
【リスト】から〈重複除去〉を持ってこよう
【リスト】から〈小分け〉を持ってこよう
【リスト】から〈ペア〉を持ってこよう

〈並べ替え〉(【3, 1, 2】)を出力しよう
〈範囲〉(1, 5)を出力しよう
〈範囲〉(10, 0, (0 - 5))を出力しよう
〈重複除去〉(【1, 2, 1, 3, 2】)を出力しよう
〈小分け〉(【1, 2, 3, 4, 5】, 2)を出力しよう
〈ペア〉(【「あ」, 「い」】, 【1, 2】)を出力しよう

関数を受け取るリストの道具

リストの項目ごとに自分で作った関数を適用する道具です。カナデには名前のない関数がないので、名前を付けて作った関数を〈名前〉で渡します（関数は項目を1つ受け取る形です）。

道具	できること
`〈変換〉(リスト, 〈関数〉)`	項目ごとに関数を適用した結果の新しいリストです
`〈絞り込み〉(リスト, 〈関数〉)`	関数が`真`を返した項目だけを残した新しいリストです
`〈畳み込み〉(リスト, 〈関数〉, 初期値)`	関数（ここまでの値, 項目）を順に適用して1つの値にまとめます
`〈探す〉(リスト, 〈関数〉)`	関数が`真`を返した最初の項目です（なければ`空っぽ`）
`〈どれか〉(リスト, 〈関数〉)`	1つでも`真`なら`真`です（空のリストは`偽`）
`〈すべて〉(リスト, 〈関数〉)`	すべて`真`なら`真`です（空のリストは`真`）
`〈基準並べ替え〉(リスト, 〈関数〉)`	関数が返した値（数字同士または文字列同士）が小さい順に並べ替えた新しいリストです（同じなら元の順序を保ちます）

〈絞り込み〉、〈探す〉、〈どれか〉、〈すべて〉に渡す関数は、真か偽を返す必要があります。ほかの値を返すとエラーになります。

【リスト】から〈変換〉と〈絞り込み〉と〈畳み込み〉を持ってこよう
【リスト】から〈探す〉と〈基準並べ替え〉を持ってこよう

〈二倍〉を作ろう(『x』):
    (『x』 * 2)を返そう

〈偶数〉を作ろう(『x』):
    もし(『x』 % 2 == 0)なら:
        真を返そう
    偽を返そう

〈足す〉を作ろう(『合計』, 『x』):
    (『合計』 + 『x』)を返そう

〈文字数〉を作ろう(『文』):
    『文』の『長さ』を返そう

〈変換〉(【1, 2, 3】, 〈二倍〉)を出力しよう
〈絞り込み〉(【1, 2, 3, 4】, 〈偶数〉)を出力しよう
〈畳み込み〉(【1, 2, 3, 4】, 〈足す〉, 0)を出力しよう
〈探す〉(【1, 3, 4, 6】, 〈偶数〉)を出力しよう
〈基準並べ替え〉(【「ひらがなだよ」, 「木」, 「山川」】, 〈文字数〉)を出力しよう

エンコードとハッシュ

文字列はUTF-8として扱います。〈Base64エンコード〉と〈Base64デコード〉はbase64、〈URLエンコード〉と〈URLデコード〉はアドレスバーに入れられるよう%E3%81%82のように変えます（英数字と- _ . ~以外はすべて変換します）。形式が間違った文字列を読み取るとエラーになります。〈SHA256〉は文字列のSHA-256の値を16進数64桁で返します。

【エンコード】から〈Base64エンコード〉を持ってこよう
【エンコード】から〈Base64デコード〉を持ってこよう
【エンコード】から〈URLエンコード〉を持ってこよう
【ハッシュ】から〈SHA256〉を持ってこよう
【乱数】から〈UUID〉を持ってこよう

〈Base64エンコード〉(「日本」)を出力しよう
〈Base64デコード〉(「5pel5pys」)を出力しよう
〈URLエンコード〉(「あ い」)を出力しよう
〈SHA256〉(「abc」)を出力しよう
〈UUID〉()を出力しよう

〈UUID〉()は実行するたびに違うランダムなUUID（3b241101-e2bb-4255-8caf-4136c566a962のような文字列）を作ります。

CSV

【CSV】は、カンマで区切った表の文字列（CSV）を読み書きします。〈パース〉(文字列)は文字列を行のリストに変えます。行はセルの文字列のリストです。セルはいつも文字列なので、数字が必要なら〈数字に〉で変えて使ってください。セルの中にカンマや改行があるときは"で囲み、引用符そのものは""と書きます。2つ目の値で区切り文字を1文字で渡すこともできます（「;」など）。

【CSV】から〈パース〉を持ってこよう

『表』を【リスト】の〈パース〉(「名前,点数」)にしよう
『表』を出力しよう

〈文字列化〉(行のリスト)は反対に、行のリストを文字列にします。引用符は必要なセルにだけ付け、セルには文字列、数字、空っぽ（空のセル）だけを入れられます。行と行の間は改行で、最後の行の後ろには付きません。

【CSV】から〈文字列化〉を持ってこよう

〈文字列化〉(【【「名前」, 「メモ」】, 【「太郎」, 空っぽ】】)を出力しよう
〈文字列化〉(【【「あ」, 「い」】】, 「;」)を出力しよう

【JSON】にも〈パース〉と〈文字列化〉があるので、両方を使うときは別名を付けてください。閉じていない引用符のように形式が正しくない文字列はエラーになります。

【CSV】から〈パース〉を持ってこよう

〈パース〉(「"閉じていません」)を出力しよう

練習問題

1. 点数のリストの平均、いちばん高い点数、いちばん低い点数を出力してみましょう。（8章では繰り返し文で自分で求めましたが、【統計】を使えば1行です。）

『点数たち』を【72, 95, 88, 61, 90】にしよう

答えの例

【統計】から〈平均〉と〈最大値〉と〈最小値〉を持ってこよう

『点数たち』を【72, 95, 88, 61, 90】にしよう
枠「平均{〈平均〉(『点数たち』)}、最高{〈最大値〉(『点数たち』)}、最低{〈最小値〉(『点数たち』)}」を出力しよう

2. 名前のリストを、あいうえお順に並べ替えて出力してみましょう。

答えの例

【リスト】から〈並べ替え〉を持ってこよう

『名前たち』を【「そら」, 「あおい」, 「はな」】にしよう
(〈並べ替え〉(『名前たち』))を出力しよう

3. 文字を逆さにして、前から読んでも後ろから読んでも同じ言葉（例:「しんぶんし」）かどうかを確かめてみましょう。

答えの例

【テキスト】から〈逆さ〉を持ってこよう

『言葉』を「しんぶんし」にしよう
もし(『言葉』が〈逆さ〉(『言葉』)と同じだ)なら:
    「前から読んでも後ろから読んでも同じです！」を出力しよう
それ以外なら:
    「前と後ろで違います。」を出力しよう

次の章では、ファイルのパスを扱う【パス】の道具箱を見ます。