Python 3 エンジニア認定基礎試験 標準ライブラリと仮想環境 問題

正解は「os.open() が組み込みの open() を覆い隠してしまうから」です。os モジュールには open という関数があり、組み込み関数の open() とは動きが大きく違います。from os import * と書くと os の中の名前がまとめて取り込まれ、open という名前が os.open() を指すようになって、組み込みの open() が隠れてしまいます。import os の形なら os.open() と open() を書き分けられるので、この事故を避けられます。from os import * でも公開されている関数は取り込まれるので、1 つも読み込まれないわけではありません。読み込みの速さは勧められる理由ではありません。from モジュール import * は Python 3 でも使える構文で、エラーにはなりません。 出典 https://docs.python.org/ja/3/tutorial/stdlib.html#operating-⁠system-⁠interface

import glob, shutil

open('a.txt', 'w').close()
open('b.csv', 'w').close()
shutil.copyfile('a.txt', 'c.txt')
print(sorted(glob.glob('*.txt')))

正解は「['a.txt', 'c.txt']」です。shutil.copyfile(元, 先) はファイルの中身を別の名前のファイルにコピーするので、コピーしたあとも元の a.txt は残ります。glob.glob('*.txt') はワイルドカードに合うファイル名のリストを返します。ディレクトリには a.txt、b.csv、c.txt の 3 つがあり、*.txt に合うのは a.txt と c.txt です。glob の結果の並びは決まっていないので sorted で並べ、['a.txt', 'c.txt'] になります。['a.txt'] はコピーで c.txt ができないと考えた誤りです。b.csv を含む選択肢は、*.txt が拡張子に関係なくすべてに合うと考えた誤りです。['c.txt'] は copyfile が移動のように元を消すと考えた誤りで、移動は shutil.move です。 出典 https://docs.python.org/ja/3/tutorial/stdlib.html#file-⁠wildcards

import argparse

parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument('files', nargs='+')
parser.add_argument('-n', '--count', type=int, default=1)
args = parser.parse_args()
print(args.files, args.count)

正解は「['a.txt', 'b.txt'] 3」です。コマンドラインの引数は sys.argv にリストで入り、argparse モジュールはそれを解析して名前で取り出せるようにします。add_argument('files', nargs='+') は 1 つ以上の位置引数を files にリストで集めます。add_argument('-n', '--count', type=int, default=1) は省略できる引数で、-n 3 と渡すと 3 が int に変換されて count に入ります。-n とその値 3 は files には入らないので、['a.txt', 'b.txt'] 3 です。count が 1 になるのは -n を付けなかった場合で、default の値が使われます。-n や 3 が files に入る選択肢は、オプションと位置引数を区別せずに集めると考えた誤りです。 出典 https://docs.python.org/ja/3/tutorial/stdlib.html#command-⁠line-⁠arguments

import re

print(re.findall(r'\b\d+\b', 'room 12, floor 3a, no 45'))

正解は「['1⁠2', '4⁠5']」です。re.findall はパターンに合う部分をすべて探し、文字列のリストで返します。\d+ は 1 けた以上の数字の並び、\b は単語の境目を表します。1⁠2 と 4⁠5 は前後が空白やカンマなので境目があり、どちらも取り出されます。3a の 3 は後ろが英字の a で、数字と英字はどちらも単語の文字なので 3 と a の間に境目がありません。そのため 3 は合わず、['1⁠2', '4⁠5'] になります。['1⁠2', '3', '4⁠5'] は \b を無視した場合の結果です。'3a' は \d+ が英字にも合うと考えた誤りです。1 文字ずつに分かれる選択肢は + を付けない \d の場合で、+ があると続く数字をまとめて取ります。 出典 https://docs.python.org/ja/3/tutorial/stdlib.html#string-⁠pattern-⁠matching

正解は「0 から 9⁠9 までの、重複しない 1⁠0 個の数が返る」です。random.sample(母集団, k) は、母集団から k 個を重複なしで選んだリストを返します。range(1⁠0⁠0) は 0 から 9⁠9 までの数なので、結果は必ず 0 から 9⁠9 までの、互いに重複しない 1⁠0 個の数です。中身と並びは呼ぶたびに変わります。毎回同じ結果になるのは、random.seed で同じ種を与えて呼び直した場合などです。sample は選んだ順に返すので、小さい順に並ぶとは限りません。同じ数が入りうるのは random.choices のように重複を許す選び方で、sample では起きません。 出典 https://docs.python.org/ja/3/tutorial/stdlib.html#mathematics

正解は「bytes なので、文字列として扱うには decode() で str にする」です。urllib.request の urlopen は URL を開き、ファイルのように読めるオブジェクトを返します。for で 1 行ずつ取り出すと、各行は bytes です。チュートリアルの例でも line = line.decode() と書いて bytes を str に変えてから文字列として調べています。urlopen の戻り値は with 文で使え、ブロックを抜けると閉じられます。自動で str になるという説明は誤りで、decode() が要ります。for で回すと 1 行ずつ渡されるので、全体が 1 回で渡されることはありません。with 文と使えないという説明も誤りで、チュートリアルの例自体が with 文を使っています。 出典 https://docs.python.org/ja/3/tutorial/stdlib.html#internet-⁠access

from datetime import date

d1 = date(2024, 2, 27)
d2 = date(2025, 2, 27)
print((date(2024, 3, 1) - d1).days, (d2 - d1).days)

正解は「3 3⁠6⁠6」です。datetime モジュールの date どうしを引き算すると、日数の差を持つ timedelta ができ、.days で日数を整数で取り出せます。2⁠0⁠2⁠4 年はうるう年なので 2 月が 2⁠9 日まであります。2 月 2⁠7 日から 3 月 1 日までは 2⁠8 日、2⁠9 日、3 月 1 日と進むので 3 日です。2⁠0⁠2⁠4 年 2 月 2⁠7 日から 2⁠0⁠2⁠5 年 2 月 2⁠7 日までの 1 年には 2⁠0⁠2⁠4 年 2 月 2⁠9 日が入るので 3⁠6⁠6 日です。日付の計算はカレンダーに合わせて行われます。2 3⁠6⁠5 はうるう年を無視した結果です。3 3⁠6⁠5 は 1 年を常に 3⁠6⁠5 日と考えた誤りです。2 3⁠6⁠6 は 2 月 2⁠9 日が 1 年の差には入るのに、3 月 1 日までの差には入らないと考えた、食い違った読み方です。 出典 https://docs.python.org/ja/3/tutorial/stdlib.html#dates-⁠and-⁠times

正解は「bytes を渡すと、圧縮したデータが bytes で返る」です。zlib はデータ圧縮の形式を直接扱うモジュールです。zlib.compress(data) は bytes のデータを圧縮し、圧縮したデータを bytes で返します。元に戻すには zlib.decompress() に渡します。同じ並びを繰り返す b'xyz' * 5⁠0 を圧縮すると長さは大きく縮み、decompress で元と同じ bytes に戻ります。str を渡すと TypeError になるので、文字列は encode() で bytes にしてから渡します。ファイルを扱うのは gzip などのモジュールで、compress にファイル名を渡しても中身は圧縮されません。リストを渡しても TypeError で、要素ごとに圧縮はしません。 出典 https://docs.python.org/ja/3/library/zlib.html#zlib.compress

正解は「1⁠0⁠0⁠0 回実行するのにかかった合計の秒数を float で返す」です。timeit.timeit は、渡した文を number 回実行するのにかかった時間を測ります。既定のタイマーは秒数を浮動小数点数で返すので、戻り値は number 回ぶんの合計の秒数を表す float です。1 回あたりの時間が欲しいときは、戻り値を number で割ります。number を省くと 1⁠0⁠0 万回実行します。測った秒数は機械や混み具合で毎回変わります。平均を返すという説明は誤りで、返るのは合計です。測る対象の式の値は返しません。単位はミリ秒ではなく秒で、型も int ではなく float です。 出典 https://docs.python.org/ja/3/library/timeit.html#timeit.Timer.timeit

正解は「docstring に書いた対話の例を実行し、表示が書いた結果と合うかを確かめる」です。doctest はモジュールの docstring に埋め込まれたテストを探して実行し、結果を確かめます。テストは、対話モードでの呼び出しの例とその表示を docstring に貼り付けるだけで作れます。たとえば docstring に double(4) の結果を 8 と書き、本体を n * 3 にしておくと、testmod() は 1 件を試して 1 件の失敗を見つけます。使い方の例がそのままテストになるので、説明とコードのずれに気づけます。型ヒントの照合は doctest の仕事ではありません。docstring が書かれているかどうかも調べません。TestCase を継承したクラスのテストを動かすのは unittest モジュールです。 出典 https://docs.python.org/ja/3/tutorial/stdlib.html#quality-⁠control

from string import Template

t = Template('$item は ${n}個')
print(t.safe_substitute(item='りんご'))

正解は「りんご は ${n}個」です。string.Template は $ で始まるプレースホルダを値に置き換えます。後ろに名前の文字が続くときは ${n} のように波括弧で囲みます。substitute() は値の無いプレースホルダがあると KeyError を送出しますが、safe_substitute() は値の無いプレースホルダをそのまま残します。ここでは item だけ渡しているので $item は りんご に替わり、${n} は残って りんご は ${n}個 になります。りんご は 個 は、値の無いプレースホルダが空の文字列に替わると考えた誤りです。KeyError で止まるのは substitute() を使った場合です。$item は ${n}個 は、1 つでも値が欠けると何も置き換えないと考えた誤りです。 出典 https://docs.python.org/ja/3/tutorial/stdlib2.html#templating

from decimal import Decimal

print(Decimal('0.1') * 3 == Decimal('0.3'), 0.1 * 3 == 0.3)

正解は「True False」です。decimal モジュールの Decimal は 1⁠0 進数で計算するので、文字列 '0.1' から作った値は 0.1 をそのまま正確に表します。Decimal('0.1') を 3 倍すると Decimal('0.3') とぴったり等しくなり True です。一方、float の 0.1 は 2 進数では正確に表せない近い値なので、0.1 * 3 は 0.3⁠0⁠0⁠0⁠0⁠0⁠0⁠0⁠0⁠0⁠0⁠0⁠0⁠0⁠0⁠0⁠4 になり、0.3 と等しくならず False です。お金の計算のように 1⁠0 進数で正確さが要る場面で Decimal が役立ちます。False False は Decimal でも誤差が出ると考えた誤りです。True True と False True は float でも 0.1 * 3 が 0.3 と等しいと考えた誤りです。 出典 https://docs.python.org/ja/3/tutorial/stdlib2.html#decimal-⁠floating-⁠point-⁠arithmetic

正解は「b の記録だけが出て、出る先は標準エラー出力である」です。logging モジュールは、既定では info() と debug() の記録を抑え、出力を標準エラー出力に送ります。warning() は抑えられる段階より上なので記録が出ます。よって b の記録だけが標準エラー出力に出ます。標準出力に出るという説明も、debug の記録が出るという説明も、既定の動きと違います。basicConfig を呼ばなくても warning 以上の記録は出ます。warning() は記録を残すだけで、例外は送出しません。 出典 https://docs.python.org/ja/3/tutorial/stdlib2.html#logging

正解は「tutorial-⁠env ディレクトリが作られ、中に Python インタープリタと補助ファイルが置かれる」です。venv モジュールは仮想環境を作って管理します。python -m venv tutorial-⁠env を実行すると、tutorial-⁠env ディレクトリが無ければ作られ、その中にサブディレクトリと、Python インタープリタ (チュートリアルの言い方ではそのコピー、macOS や Linux では実体へのシンボリックリンクのことが多い) と各種の補助ファイルが置かれます。使うには、Unix や macOS なら source tutorial-⁠env/bin/activate、Windows なら tutorial-⁠env\Scripts\activate で有効化します。pip でパッケージを入れるコマンドではありません。作っただけでは有効にならず、activate で有効化する必要があります。ネットから最新の Python を取ってくることもなく、実行した Python の版が使われます。出典 https://docs.python.org/ja/3/tutorial/venv.html#creating-⁠virtual-⁠environments

正解は「パッケージ名==版 の形で並び、pip install -r で同じ版をまとめて入れられる」です。pip freeze は、インストール済みのパッケージの一覧を pip install が受け付ける形式で出力します。各行は novas==3.1.1.3 のように パッケージ名==版 の形です。この出力をふつう requirements.txt に保存し、バージョン管理に入れてアプリと一緒に配ります。受け取った人は python -m pip install -r requirements.txt を実行すると、書かれた版のパッケージをまとめて入れられます。名前だけが並ぶという説明は誤りで、== の後ろに版が入り、pip install -r では書かれた版が入ります。Python 本体の版を書くファイルではなく、python -m venv に渡すものでもありません。requirements.txt は Python のプログラムではないので、python requirements.txt と実行するものではなく、pip install -r に渡して使います。出典 https://docs.python.org/ja/3/tutorial/venv.html#managing-⁠packages-⁠with-⁠pip