はじめに
プログラミングを学ぶ上で最初に遭遇するのが、ユーザーからの入力を受け取る操作、すなわち「入力待ち」です。
特にPythonでの入力待ちの実装方法について、詳しく理解することが重要です。
今回は、Python初心者向けに入力待ちの使い方から応用例、さらに注意点まで詳細に解説します。
●Pythonとは
Pythonは、シンプルで読みやすい構文が特徴のプログラミング言語です。
そのため初心者にとっては非常に学びやすい言語とされています。
また、豊富なライブラリが揃っているため、データ分析からWeb開発、AI開発まで幅広く利用されています。
●入力待ちの基本
○input関数の基本
Pythonでユーザーからの入力を受け取るためには、input関数を使用します。
この関数は、コンソール上でユーザーからテキストを入力することを待ちます。
基本的な使い方は非常にシンプルで、次のように書くことができます。
user_input = input()上記のコードは、ユーザーが何かしらを入力するまで実行が停止します。
そして、入力された値は文字列として受け取られ、変数user_inputに格納されます。
●input関数の使い方
○サンプルコード1：文字列の入力
Pythonのinput関数はデフォルトで文字列を受け取ります。
下記のサンプルコードでは、ユーザーから名前を受け取り、その名前を使って挨拶するコードを紹介しています。
user_name = input("お名前を入力してください：")
print("こんにちは、" + user_name + "さん！")この例では、まずinput関数でユーザーから名前を受け取っています。
そして、受け取った名前を使って挨拶メッセージを表示します。
このコードを実行すると、「お名前を入力してください：」と表示され、ユーザーが名前を入力するまで待機します。
そして、名前を入力しEnterキーを押すと、「こんにちは、[入力した名前]さん！」と表示されます。
○サンプルコード2：数値の入力
数値の入力も基本的には同様ですが、一つ違いがあります。
それは、input関数が返す値が文字列であるため、数値として使う場合は明示的に型変換する必要がある点です。
それでは、ユーザーから年齢を受け取り、その年齢に1を足して表示するコードを紹介します。
user_age = input("あなたの年齢を入力してください：")
next_age = int(user_age) + 1
print("あなたは来年、" + str(next_age) + "歳になります。")この例では、まずユーザーから年齢を受け取っています。
受け取った年齢は文字列なので、int関数を使って整数に変換し、その後1を足します。
最後に、結果を表示する際にはstr関数を用いて整数を文字列に戻しています。
このコードを実行すると、「あなたの年齢を入力してください：」と表示され、年齢を入力するまで待機します。
そして、年齢を入力しEnterキーを押すと、「あなたは来年、[入力した年齢+1]歳になります。」と表示されます。
○サンプルコード3：リストの入力
リストの入力も可能です。
ここでは、カンマで区切られた文字列を入力として受け取り、それをリストに変換する方法を示します。
下記のコードは、ユーザーから好きな果物をカンマで区切って複数入力してもらい、それらをリストに変換するものです。
user_fruits = input("好きな果物をカンマで区切って入力してください：")
fruits_list = user_fruits.split(",")
print("あなたの好きな果物は、" + ", ".join(fruits_list) + "ですね。")この例では、まずinput関数でユーザーから好きな果物を受け取ります。
そして、受け取った文字列をsplit関数でカンマで区切り、リストに変換します。
最後に、リストをjoin関数で文字列に戻し、メッセージとともに表示します。
このコードを実行すると、「好きな果物をカンマで区切って入力してください：」と表示され、果物の名前を入力するまで待機します。
そして、果物の名前を入力しEnterキーを押すと、「あなたの好きな果物は、[入力した果物]ですね。」と表示されます。
●入力待ちの応用例
○サンプルコード4：ユーザーからの複数行入力
ユーザーからの複数行入力を受け取る場合、input関数を複数回使用します。
次のコードは、ユーザーに2行の文章を入力させる例です。
print("2行の文章を入力してください。")
line1 = input("1行目：")
line2 = input("2行目：")
print("あなたが入力した文章は以下の通りです：")
print(line1)
print(line2)この例では、まずユーザーに2行の文章を入力するよう指示しています。
その後、input関数を2回使って各行を別々に受け取ります。最後に、入力された2行の文章をそのまま表示します。
このコードを実行すると、「2行の文章を入力してください。」「1行目：」「2行目：」と表示され、ユーザーがそれぞれの行を入力するまで待機します。
そして、2行分の入力が完了すると、「あなたが入力した文章は以下の通りです：」と表示され、その後に入力した文章が表示されます。
○サンプルコード5：条件付き入力
input関数の返り値は文字列なので、それを条件判定に利用することも可能です。
下記のコードは、ユーザーにYまたはNの入力を求め、その入力に応じて異なるメッセージを表示する例です。
answer = input("コーヒーは好きですか？ (Y/N)：")
if answer.upper() == "Y":
print("私もコーヒーが好きです！")
else:
print("そうですか。それぞれの好みがありますね。")この例では、まずinput関数でユーザーからの入力を受け取ります。
そして、入力された文字をupper関数で大文字に変換し、”Y”と一致するか判定します。
一致する場合とそうでない場合で異なるメッセージを表示します。
このコードを実行すると、「コーヒーは好きですか？ (Y/N)：」と表示され、YかNを入力するまで待機します。
そして、YかNを入力しEnterキーを押すと、それぞれに応じたメッセージが表示されます。
○サンプルコード6：無限ループと入力待ち
特定の条件が満たされるまでユーザーに入力を求め続けるためには、無限ループとinput関数を組み合わせます。
次のコードは、ユーザーが”quit”を入力するまで名前の入力を繰り返し求める例です。
while True:
name = input("あなたの名前を入力してください（終了するには'quit'と入力）：")
if name == 'quit':
break
print("こんにちは、" + name + "さん！")この例では、まず無限ループを開始します。
その中でinput関数を用いて名前の入力を求め、もし入力が’quit’であればbreak文でループを抜けます。
それ以外の場合は入力された名前を使って挨拶します。
このコードを実行すると、「あなたの名前を入力してください（終了するには’quit’と入力）：」と表示され、名前か’quit’を入力するまで待機します。
そして、名前を入力しEnterキーを押すと、「こんにちは、[入力した名前]さん！」と表示され、再度入力を求められます。
‘quit’を入力するとループから抜け、プログラムが終了します。
○サンプルコード7：タイムアウト付き入力待ち
Pythonの標準機能だけでは実現できない「一定時間が経過したら入力待ちを強制終了する（タイムアウト付き入力待ち）」の方法について説明します。
import signal
def handler(signum, frame):
raise Exception("入力時間が超過しました")
signal.signal(signal.SIGALRM, handler)
signal.alarm(5)
try:
text = input("5秒以内に何か入力してください：")
except Exception as e:
print(e)
else:
signal.alarm(0)
print("あなたの入力は: " + text)このコードでは、signalモジュールを使用して、一定時間が経過したら例外を発生させる仕組みを作り出しています。
具体的には、最初にsignalモジュールのsignal関数を用いて、特定のシグナル（今回はSIGALRM）が送られた際に呼び出す関数（ハンドラ）を設定します。
次に、alarm関数でシグナルを送るまでの時間を設定します。
この2行を実行することで、5秒後にSIGALRMシグナルが送られ、それによって定義したハンドラ関数が呼び出されて例外が発生する仕組みが完成します。
try-except文の中でinput関数を使用し、5秒以内に何かを入力するよう求めています。
時間内に入力があった場合はsignal.alarm(0)でタイマーをキャンセルし、入力内容を表示します。
時間が過ぎた場合はhandler関数で定義した例外が発生し、それをexcept文で捕捉してエラーメッセージを表示します。
このコードを実行すると、「5秒以内に何か入力してください：」と表示され、5秒以内に何かを入力するまで待機します。
時間内に入力があれば、「あなたの入力は: [入力内容]」と表示され、それ以降の処理を続行します。
しかし、5秒を過ぎても何も入力がなければ、「入力時間が超過しました」というエラーメッセージが表示されます。
●入力待ちの注意点と対処法
入力待ちを実装する際にはいくつか注意点があります。
一つは、input関数が返す値は常に文字列型であるという点です。
これは数値入力を待つ場合には特に重要で、数値計算を行う前には必ず型変換を行う必要があります。
また、ユーザーの入力をそのままプログラム内で使用すると、思わぬエラーを引き起こす可能性があります。
例えば、数値入力を待つ場合、ユーザーが数字以外の文字を入力したとき、型変換時にエラーが発生します。
このようなケースに対応するため、ユーザー入力のバリデーション（妥当性確認）を行うことが重要です。
下記のコードは、数値入力を待ち、入力値が数値であることを確認する例です。
while True:
num_str = input("数値を入力してください：")
if num_str.isdigit():
num = int(num_str)
print("あなたが入力した数値は " + str(num) + " です")
break
else:
print("エラー：数値を入力してください")このコードでは、まず無限ループを開始します。その中でinput関数を用いて文字列の入力を求めます。
そして、入力値が数値であるかどうかを確認するためにisdigit関数を使います。
もし数値であれば、それをint関数で整数に変換し、表示してループを終了します。
数値でなければエラーメッセージを表示し、再度入力を求めます。
このコードを実行すると、「数値を入力してください：」と表示され、数値を入力するまで待機します。
数値を入力しEnterキーを押すと、「あなたが入力した数値は [入力した数値] です」と表示され、プログラムが終了します。
しかし、数値以外を入力した場合は、「エラー：数値を入力してください」と表示され、再度入力を求めます。
●input関数のカスタマイズ方法
Pythonのinput関数は非常に便利な機能ですが、そのままでは一部の特殊な要件を満たすことができません。
しかし、Pythonの柔軟性を活かして、input関数をカスタマイズすることが可能です。
例えば、非表示の入力（パスワード入力など）を実現するためには、getpassモジュールのgetpass関数を使用します。
getpass関数は、ユーザーからの入力をコンソールに表示せずに受け取ることができます。
from getpass import getpass
password = getpass("パスワードを入力してください：")
print("パスワードが正しく入力されました")このコードでは、getpassモジュールからgetpass関数をインポートし、その関数を用いてユーザーからパスワードの入力を求めています。
getpass関数は、ユーザーが入力した文字をエコーバックせず、その結果を文字列として返します。
このコードを実行すると、「パスワードを入力してください：」と表示され、パスワードの入力を求めます。
パスワードを入力してEnterキーを押すと、「パスワードが正しく入力されました」と表示されます。
入力中のパスワードは画面上には表示されません。
Pythonにはこのように、様々なシチュエーションに対応するためのモジュールや関数が準備されています。
そのため、あなたの求める機能が標準機能では実現できない場合でも、諦めずにPythonの豊富なリソースを活用することをお勧めします。
まとめ
以上、Pythonでの入力待ちの実装方法、その注意点と対処法、そして応用例について解説しました。
基本的なinput関数の使用から、タイムアウト付き入力待ち、入力値のバリデーション、さらにはパスワード入力のような特殊なケースの取り扱いまで、Pythonでの入力待ちに関する知識を広げることができたのではないでしょうか。
Pythonはそのシンプルさと柔軟性から初心者にも扱いやすい言語とされていますが、その一方で非常にパワフルな言語でもあります。
この記事で紹介したテクニックを使って、Pythonでの入力待ちをマスターし、より効率的で洗練されたコードを書けるようになったら嬉しいです。
