【Python】計算プログラム(電卓)開発 第3章3.1節「電卓の入力検証機能」

数値入力検証の実装

第3章3.1節では、数値入力検証と演算子演算子は数値や文字列などのデータを扱う際に使用される記号や記述方法です。入力検証を実装し、電卓アプリの入力値検証機能を実装していきます。

前節では結果フォーマットの改良により、電卓アプリの基本機能が完成しましたが、実際の運用では無効な入力値に対するエラー処理が必要です。現在のコードでは、数値以外の文字列文字列は文字の並びを表現するデータ型で、テキストデータを扱うための基本的な構造として広く使用されています。を入力するとエラーが発生して、プログラムプログラムはコンピュータに対して何をすべきかを指示する一連の命令です。が終了してしまう問題があります。

数値入力検証の実装では、whilewhile文はプログラミングの制御構造の一つで、条件が真である間に指定された処理を繰り返し実行するループ構文です。文を使用して正しい数値が入力されるまで繰り返し処理を行います。文字列の数値判定には文字列メソッドメソッドは特定の処理をまとめたプログラムの塊です。を活用し、入力された文字列が「数値として有効かどうかを判定」してから型変換型変換はデータの型を変換することです。を実行します。この検証処理により、ユーザーは誤って文字列を入力してもプログラムが停止することなく、正しい数値を入力するまで継続して使用できるようになります。

実装方法としては、文字列のreplace()メソッドとisdecimal()メソッドを組み合わせて数値判定を行います。isdecimal()メソッドは文字列が10進数の数字のみで構成されているかを判定し、数字のみの場合はTrue、文字が含まれている場合はFalseを返すメソッドです。

負の数値と小数点を含む数値の両方に対応するため、先頭の「-」記号と「.」を一時的に除去してから数値判定を実行することによって、幅広い数値形式を受け入れることができます。無効な入力の場合は「正しい数値を入力してください」のメッセージを表示して、再入力を求める仕組みを構築します。

数値検証処理を第1数値と第2数値の両方に適用することによって、ユーザーはどの段階で入力ミスをしても適切にリカバリできるようになり、使いやすい電卓アプリが完成します。

# コード
print("電卓アプリ")
print("2つの数値を入力してください")

# 最初の数値を入力（検証付き）
while True:
    num1_input = input("最初の数値を入力してください: ")
    # マイナス記号を一時的に除去
    check_value = num1_input.replace("-", "").replace(".", "")
    if check_value.isdecimal() and num1_input.count(".") <= 1:
        num1 = float(num1_input)
        break
    else:
        print("正しい数値を入力してください")

# 2番目の数値を入力（検証付き）
while True:
    num2_input = input("2番目の数値を入力してください: ")
    # マイナス記号を一時的に除去
    check_value = num2_input.replace("-", "").replace(".", "")
    if check_value.isdecimal() and num2_input.count(".") <= 1:
        num2 = float(num2_input)
        break
    else:
        print("正しい数値を入力してください")

# 演算子を入力
operator = input("演算子を入力してください（+, -, *, /）: ").strip()

# 条件分岐による演算処理
if operator == "+":
    result = num1 + num2
    formula = f"{num1} {operator} {num2}"
    print(f"{formula} = {result}")
elif operator == "-":
    result = num1 - num2
    formula = f"{num1} {operator} {num2}"
    print(f"{formula} = {result}")
elif operator == "*":
    result = num1 * num2
    formula = f"{num1} {operator} {num2}"
    print(f"{formula} = {result}")
elif operator == "/":
    if num2 != 0:
        result = num1 / num2
        formula = f"{num1} {operator} {num2}"
        print(f"{formula} = {result}")
    else:
        print("エラー: ゼロで割ることはできません")
else:
    print("エラー: 無効な演算子です")

# 実行結果
電卓アプリ
2つの数値を入力してください
最初の数値を入力してください: abc
正しい数値を入力してください
最初の数値を入力してください: 15
2番目の数値を入力してください: def
正しい数値を入力してください
2番目の数値を入力してください: 3
演算子を入力してください（+, -, *, /）: *
15.0 * 3.0 = 45.0

• 繰り返し処理(while文)：Pythonマスター講座 第3章3.4節Pythonマスター講座第3章 3.4節では、Pythonのwhile文に関する内容を学べますで解説
• 条件分岐(if文)：Pythonマスター講座 第3章3.2節Pythonマスター講座第3章 3.2節では、Pythonの条件分岐に関する内容を学べますで解説
• 文字列：Pythonマスター講座 第2章2.5節Pythonマスター講座第2章 2.5節では、Pythonの文字列操作に関する内容を学べますで解説
• 演算子と式：Pythonマスター講座 第2章2.4節Pythonマスター講座第2章 2.4節では、Pythonの演算子に関する内容を学べますで解説