# Pythonでの文字列生成 
Pythonでの文字列生成の方法はいくつか存在します。 
・+演算子による結合 
・join()メソッドの利用 
・format()メソッドの利用 
・フォーマット済み文字列リテラル（f-string、f文字列）の利用 
ここでは各手法を簡単に紹介します。 
 
 
# 環境
今回動作の確認を行った際のバージョンは下記の通り 
python：3.10.9 
 
 

# +演算子による結合 
+演算子を用いて文字列の変数および文字列リテラルを結合することが可能です。 

```python
if __name__ == '__main__':
 print('文字列' + '結合')
 # 文字列結合

 a = '文字列'
 b = '結合'
 print(a+b)
 # 文字列結合

```

整数型など文字列以外の値が含まれている場合エラーになるので注意が必要です。 
str()をつけてキャストすることで、結合可能になります。 

```python
if __name__ == '__main__':
 for i in range(3):
 print(str(i) + '回目です')
 # 0回目です
 # 1回目です
 # 2回目です

 for i in range(3):
 print(i + '回目です')
 # TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'

```

また、+演算子を用いず文字列リテラルを並べて記述するだけでも結合可能です。

```python
if __name__ == '__main__':
 test = 'test''test'
 print(test)
 # testtest

 # スペースが入っていてもOK
 test2 = 'test' 'test'
 print(test2)
 # testtest

```
 
 
# join()メソッドの利用
[str.join(iterable)](https://docs.python.org/ja/3.10/library/stdtypes.html#str.join "str.join(iterable)")を用いることで文字列のリスト等を結合することが可能です。 
'区切り文字'.join(iterable)の様に利用し、iterableは文字列のリストやtupleなどが利用可能です。

```python
if __name__ == '__main__':
 temp_list = ['join', 'テスト', 'python']
 print(','.join(temp_list))
 # join,テスト,python

 temp_list = ['join', 'テスト', 'python']
 print('_'.join(temp_list))
 # join_テスト_python

 temp_list = ['join', 'テスト', 'python']
 print('かつ'.join(temp_list))
 # joinかつテストかつpython

 temp_tuple = ('join', 'テスト', 'python')
 print(','.join(temp_tuple))
 # join,テスト,python

```

文字列以外の型が含まれる場合はエラーとなってしまうので、リスト内方表記などを使って文字列型に変換することでjoin()を使用することが可能です。

```python
if __name__ == '__main__':
 temp_list = [1, 2, 3]
 print(','.join([str(t) for t in temp_list]))

```
 
 
# format()メソッドの利用 
文字列内に置換フィールド{}を組み込み、[str.format(*args, **kwargs)](https://docs.python.org/ja/3.10/library/stdtypes.html#str.format "str.format(*args, **kwargs)")を使用することでformat()の引数で指定した値に置き換えることが可能です。 

```python
if __name__ == '__main__':
 print('{}回目のテストです'.format(10))
 # 10回目のテストです

 print('{}回目の{}です'.format(10, 'テスト'))
 # 10回目のテストです

```

関連記事：[Pythonでformatメソッドを用いた書式の指定](https://hachidev.com/posts/python-format "Pythonでformatメソッドを用いた書式の指定")
 
 
# フォーマット済み文字列リテラル（f-string、f文字列）の利用
Pythonではバージョン3.6よりフォーマット済み文字列リテラル(f-string)というものが追加されています。 
接頭辞 'f' または 'F'を付けることで、文字列の中に変数や式などを組み込んで記載することが可能です。 
[https://docs.python.org/ja/3.10/tutorial/inputoutput.html#tut-f-strings](https://docs.python.org/ja/3.10/tutorial/inputoutput.html#tut-f-strings "7.1.1. フォーマット済み文字列リテラル") 
[https://docs.python.org/ja/3.10/reference/lexical_analysis.html#f-strings](https://docs.python.org/ja/3.10/reference/lexical_analysis.html#f-strings "2.4.3. フォーマット済み文字列リテラル")

```python
if __name__ == '__main__':
 print(f'{1}と{3}は奇数です')
 # 1と3は奇数です

 a = '奇数'
 print(f'{1}と{3}は{a}です')
 # 1と3は奇数です

 x = 10
 y = 20
 print(f'{x}+{y}={x+y}')
 # 10+20=30

 print(f'{x=}と{y=}の和は{x + y=}です')
 # x=10とy=20の和はx + y=30です

```

関連記事：[Pythonのフォーマット済み文字列リテラル（f-string、f文字列）](https://hachidev.com/posts/python-f-string "Pythonのフォーマット済み文字列リテラル（f-string、f文字列）")

python-logo-master-v3-TM

Pythonの文字列生成まとめ

# str.format()メソッド
文字列strには[str.format(*args, **kwargs)](https://docs.python.org/ja/3.10/library/stdtypes.html#str.format "str.format(*args, **kwargs)")メソッドが用意されており、文字列の書式を指定することが可能です。
 
 

# 環境
今回動作の確認を行った際のバージョンは下記の通り 
python：3.10.9 
 
 

# 基本的な使い方
文字列内に置換フィールド{}を組み込み、format()を使用することでformat()の引数で指定した値に置き換えることが可能です。 
置換フィールド{}と引数の数が一致していれば複数利用も可能です。 

```python
if __name__ == '__main__':
 print('{}回目のテストです'.format(10))
 # 10回目のテストです

 print('{}回目の{}です'.format(10, 'テスト'))
 # 10回目のテストです

```

引数の数が足りていない場合は、下記の様にエラーが発生します。 
また、引数が多い場合は無視されます。

```python
if __name__ == '__main__':
 print('{}回目の{}です'.format(10, 'テスト', 100))
 # 10回目のテストです

 print('{}回目の{}です'.format(10))
 # IndexError: Replacement index 1 out of range for positional args tuple

```
 
 

# 使用する引数の指定
## 整数を使って指定
置換フィールド{}内に整数値を指定することで使用する引数を指定することが出来ます。同じ引数を複数回使用することも可能です。

```python
if __name__ == '__main__':
 print('{0}回目の{1}です。{2}回目の{1}でNGがありました'.format(10, 'テスト', 5))
 # 10回目のテストです。5回目のテストでNGがありました

```
 
## 名前を使って指定
置換フィールド{}とformat()の引数に名前を指定することで使用する引数を指定することが出来ます。整数の時同様、同じ引数を複数回使用することも可能です。

```python
if __name__ == '__main__':
 print('{num1}回目の{st}です。{ng}回目の{st}でNGがありました'.format(num1=10, st='テスト', ng=5))
 # 10回目のテストです。5回目のテストでNGがありました

```
 
# 書式の指定
「:」を用いて書式指定をすることが可能です。 
上記に記載の通り名前を使って使用する引数の指定も可能です。
 
## 0埋め

```python
if __name__ == '__main__':
 for i in range(3):
 print('{:08}回目です'.format(i))
 # 00000000回目です
 # 00000001回目です
 # 00000002回目です

 # 名前を使って指定
 for i in range(3):
 print('{num:08}回目です'.format(num=i))
 # 00000000回目です
 # 00000001回目です
 # 00000002回目です

```
 
## 桁区切り

```python
if __name__ == '__main__':
 for i in range(3):
 print('{:,}回目です'.format(i+1000))
 # 1,000回目です
 # 1,001回目です
 # 1,002回目です

 # 名前を使って指定
 for i in range(3):
 print('{num:,}回目です'.format(num=i + 1000))
 # 1,000回目です
 # 1,001回目です
 # 1,002回目です

```
 
## 小数点以下の桁数指定

```python
if __name__ == '__main__':
 for i in range(1,3):
 print('{:.3f}回目です'.format(i/100))
 # 0.010回目です
 # 0.020回目です

 # 名前を使って指定
 for i in range(1, 3):
 print('{num:.3f}回目です'.format(num=i / 100))
 # 0.010回目です
 # 0.020回目です

```
 
## 幅指定（自動、左寄せ、中央寄せ、右寄せ）

```python
if __name__ == '__main__':
 x = 10
 y = 20
 # 自動設定
 print('{x:5}と{y:10}の和は{sum}です'.format(x=x, y=y, sum=x+y))
 # 10と 20の和は30です

 # 左寄せ
 print('{x:<5}と{y:<10}の和は{sum}です'.format(x=x, y=y, sum=x+y))
 # 10 と20 の和は30です

 # 中央寄せ
 print('{x:^5}と{y:^10}の和は{sum}です'.format(x=x, y=y, sum=x+y))
 # 10 と 20 の和は30です

 # 右寄せ
 print('{x:>5}と{y:>10}の和は{sum}です'.format(x=x, y=y, sum=x+y))
 # 10と 20の和は30です
```

Pythonでformatメソッドを用いた書式の指定

# フォーマット済み文字列リテラル（f-string、f文字列）について
Pythonではバージョン3.6よりフォーマット済み文字列リテラル(f-string)というものが追加されています。 
接頭辞 'f' または 'F'を付けることで、文字列の中に変数や式などを組み込んで記載することが可能になります。 
[7.1.1. フォーマット済み文字列リテラル](https://docs.python.org/ja/3.10/tutorial/inputoutput.html#tut-f-strings "7.1.1. フォーマット済み文字列リテラル") 
[2.4.3. フォーマット済み文字列リテラル](https://docs.python.org/ja/3.10/reference/lexical_analysis.html#f-strings "2.4.3. フォーマット済み文字列リテラル")
 
 
# 環境
今回動作の確認を行った際のバージョンは下記の通り 
python：3.10.9 
numpy：1.24.3 
 
 

# 基本的な使い方
文字列に接頭辞 'f' または 'F'を付け、変数を{}で囲んで記載するだけです。 
整数型など文字列以外の型や変数、式を使用したりすることが可能です。 
{変数=}と記述することで、変数名も一緒に出力してくれます。

```python
if __name__ == '__main__':
 print(f'{1}と{3}は奇数です')
 # 1と3は奇数です

 a = '奇数'
 print(f'{1}と{3}は{a}です')
 # 1と3は奇数です

 x = 10
 y = 20
 print(f'{x}+{y}={x+y}')
 # 10+20=30

 print(f'{x=}と{y=}の和は{x + y=}です')
 # x=10とy=20の和はx + y=30です

```
 
 

# 書式設定
{}内でコロンを用いることで文字列の書式を指定することも可能です。

## 0埋め

```python
if __name__ == '__main__':
 for i in range(3):
 print(f'{i:08}回目です')
 # 00000000回目です
 # 00000001回目です
 # 00000002回目です

```
 
## 桁区切り

```python
if __name__ == '__main__':
 for i in range(3):
 print(f'{i+1000:,}回目です')
 # 1,000回目です
 # 1,001回目です
 # 1,002回目です

```
 
## 小数点以下の桁数指定

```python
if __name__ == '__main__':
 for i in range(1,3):
 print(f'{i/100:.3f}回目です')
 # 0.010回目です
 # 0.020回目です

```
 
## 幅指定（自動、左寄せ、中央寄せ、右寄せ）

```python
if __name__ == '__main__':
 x = 10
 y = 20
 # 自動設定
 print(f'{x=:5}と{y=:10}の和は{x + y=}です')
 # x= 10とy= 20の和はx + y=30です

 # 左寄せ
 print(f'{x=:<5}と{y=:<10}の和は{x + y=}です')
 # x=10 とy=20 の和はx + y=30です

 # 中央寄せ
 print(f'{x=:^5}と{y=:^10}の和は{x + y=}です')
 # x= 10 とy= 20 の和はx + y=30です

 # 右寄せ
 print(f'{x=:>5}と{y=:>10}の和は{x + y=}です')
 # x= 10とy= 20の和はx + y=30です

```

Pythonのフォーマット済み文字列リテラル（f-string、f文字列）

# 処理時間計測の基本 
処理時間を計測するにあたり、基本的な考え方は「処理終了時刻-処理開始時刻」です。 Pythonで処理時間を計測する場合、timeモジュールの[perf_counter](https://docs.python.org/3.9/library/time.html?highlight=time%20perf_counter#time.perf_counter "perf_counter")がよく使用されます。 
例えば、下記の様な使い方をすることで処理時間を計測することが可能です。 

```python
import time

if __name__ == '__main__':
 # 計測開始
 start_time = time.perf_counter()

 # 計測対象
 time.sleep(5)

 # 計測終了
 end_time = time.perf_counter()

 # 処理時間算出(sec)
 elapsed_time = end_time - start_time
 print(elapsed_time)
``` 
 
perf_counterは単位が秒ですが、[process_time_ns](https://docs.python.org/3.9/library/time.html?highlight=time%20perf_counter#time.perf_counter_ns "process_time_ns") 関数を使用することでナノ秒単位で取得することも可能です。 

 
 

# 処理時間計測用クラスの作成 
上記の様な方法でもいいのですが、毎回処理時間を算出するのが面倒な場合、下記のように計測用クラスを作成することでstart、endを呼び出すだけで計測が可能となります。 
また、計測開始時間をリストに格納し保持しておくことで、一度に様々な個所の時間を計測することが可能です。 

```python
import time

class Performance:
 def __init__(self):
 # 計測開始時間を格納しておくためのリスト初期化
 self.start_time_list = []

 def start(self):
 # 計測会時間を格納
 self.start_time_list.append(time.perf_counter())

 def end(self, msg):
 # startの呼び出し回数とendの呼び出し回数が一致しているかどうかチェック。リストが空かどうかで判定
 if len(self.start_time_list) == 0:
 print('startの呼び出し回数とendの呼び出し回数が一致していません')
 return
 # 開始時間の取得（リストの最後の値を取得）
 start_time = self.start_time_list.pop(-1)
 # 終了
 end_time = time.perf_counter()
 # 経過時間算出
 elapsed_time = end_time - start_time
 print(msg + ':' + str(elapsed_time))

if __name__ == '__main__':
 performance = Performance()
 # 処理全体の時間を計測するためのstart呼び出し
 performance.start()

 # 1回目のsleepを計測するためのstart呼び出し
 performance.start()
 time.sleep(5)
 # 1回目のsleepを計測するためのend呼び出し
 performance.end('1回目のsleep')

 # 2回目のsleepを計測するためのstart呼び出し
 performance.start()
 time.sleep(5)
 # 2回目のsleepを計測するためのend呼び出し
 performance.end('2回目のsleep')

 # 処理全体の時間を計測するためのend呼び出し
 performance.end('全体の時間')
``` 

 
 

# デコレータの作成 
関数単位で計測したい場合は、デコレータを活用するとよりすっきりと記述することが出来ます。 
下記の様なデコレータを作成し、計測したい関数などの宣言の前に@デコレータ名とすることで計測可能です。 

```python
import time

def performance(f):
 def _wrapper(*args, **keywords):
 # 計測開始
 start_time = time.perf_counter()

 # 対象関数の実行
 ret = f(*args, **keywords)

 # 計測終了
 end_time = time.perf_counter()

 # 処理時間算出(s)
 elapsed_time = end_time - start_time
 # print文で関数名と処理時間を出力
 print(f.__name__, elapsed_time)

 return ret

 return _wrapper

@performance
def test_func():
 time.sleep(5)

if __name__ == '__main__':
 test_func()
```