Pythonでテキスト処理をパワーアップ！Startup フック(readline)でできること

Python におけるテキスト処理における Startup フック (readline) の解説

Python のテキスト処理ライブラリである readline には、startup_hooks と呼ばれるフック機能が搭載されています。このフック機能は、Python スクリプトの実行前に任意の処理を実行することを可能にします。具体的には、以下の2種類のフックが用意されています。

• pre_input_hook: Python スクリプトの実行前に、最初のプロンプトが表示される直前に呼び出されます。

これらのフックは、以下のような様々な用途に活用することができます。

• 特定の文字列を自動的に入力する: 例えば、Python スクリプトを実行するたびに、ユーザー名やパスワードを自動的に入力することができます。
• 特定の処理を実行する: 例えば、Python スクリプトを実行するたびに、ログファイルを生成したり、データベースに接続したりすることができます。
• インターフェースをカスタマイズする: 例えば、Python スクリプトを実行するたびに、プロンプトの色やフォントを変更したりすることができます。

詳細解説

pre_input_hook は、Python スクリプトの実行前に、最初のプロンプトが表示される直前に呼び出されます。このフックは、以下の引数を受け取ります。

• None: 引数が渡されない場合

このフックは、以下の処理を実行することができます。

• 特定の文字列を自動的に入力する: 例えば、以下のようにして、ユーザー名 "alice" とパスワード "password" を自動的に入力することができます。

import readline

def pre_input_hook():
    readline.insert_text("alice:password\n")

readline.set_pre_input_hook(pre_input_hook)

• 特定の処理を実行する: 例えば、以下のようにして、Python スクリプトを実行するたびに、ログファイルを生成することができます。

import readline
import datetime

def pre_input_hook():
    with open("log.txt", "a") as f:
        f.write(f"{datetime.datetime.now()}: Python script started\n")

readline.set_pre_input_hook(pre_input_hook)

post_input_hook は、Python スクリプトの実行後に、最初のプロンプトが表示された後に呼び出されます。このフックは、以下の引数を受け取ります。

このフックは、以下の処理を実行することができます。

• インターフェースをカスタマイズする: 例えば、以下のようにして、Python スクリプトを実行するたびに、プロンプトの色を赤に変更することができます。

import readline

def post_input_hook():
    readline.get_current_history().prompt_ding()

readline.set_post_input_hook(post_input_hook)

注意点

• startup_hooks は、Python 3.8 以降でのみ利用可能です。
• startup_hooks は、Windows では利用できない場合があります。

例

以下は、startup_hooks を利用して、特定の文字列を自動的に入力する例です。

import readline

def pre_input_hook():
    readline.insert_text("alice:password\n")

readline.set_pre_input_hook(pre_input_hook)

print("Python script started")

input("Press Enter to continue...")

このコードを実行すると、Python スクリプトを実行するたびに、ユーザー名 "alice" とパスワード "password" が自動的に入力されます。

Python の readline ライブラリにおける startup_hooks は、Python スクリプトの実行前に任意の処理を実行することを可能にする強力な機能です。この機能を活用することで、様々なタスクを自動化したり、インターフェースをカスタマイズしたりすることができます。

テキスト処理

# 文字列の長さを取得
text = "Hello, World!"
print(len(text))

# 文字列の一部を切り取る
print(text[0:5])  # "Hello"
print(text[-5:])  # "World!"

# 文字列を連結する
text1 = "Hello"
text2 = "World!"
print(text1 + " " + text2)  # "Hello World!"

# 文字列を反転する
print(text[::-1])  # "!dlroW ,olleH"

# 特定の文字を検索する
print(text.find("World"))  # 7

# 特定の文字列を置換する
print(text.replace("World", "Python"))  # "Hello, Python!"

2 正規表現

import re

# 正規表現で文字列を検索する
text = "Python is a programming language."
pattern = "Python"
match = re.search(pattern, text)
if match:
    print(f"Found '{pattern}' at {match.start()}")  # Found 'Python' at 0
else:
    print(f"Not found '{pattern}'")

# 正規表現で文字列を置換する
text = "This is a regular expression example."
pattern = "regular expression"
replacement = "string pattern"
new_text = re.sub(pattern, replacement, text)
print(new_text)  # This is a string pattern example.

3 ファイル入出力

# ファイルを読み込む
with open("data.txt", "r") as f:
    data = f.read()
print(data)

# ファイルに書き込む
with open("output.txt", "w") as f:
    f.write("Hello, World!")

数値処理

1 基本的な演算

# 加算
a = 10
b = 5
c = a + b
print(c)  # 15

# 減算
a = 10
b = 5
c = a - b
print(c)  # 5

# 乗算
a = 10
b = 5
c = a * b
print(c)  # 50

# 除算
a = 10
b = 5
c = a / b
print(c)  # 2.0

# 剰余
a = 10
b = 5
c = a % b
print(c)  # 0

# 指数演算
a = 2
b = 3
c = a ** b
print(c)  # 8

2 型変換

# 整数型から浮動小数点型への変換
a = 10
b = float(a)
print(b)  # 10.0

# 浮動小数点型から整数型への変換
a = 10.5
b = int(a)
print(b)  # 10

# 文字列から整数型への変換
a = "123"
b = int(a)
print(b)  # 123

# 文字列から浮動小数点型への変換
a = "123.45"
b = float(a)
print(b)  # 123.45

3 関数

def add(a, b):
  """2つの数値を加算する関数。

  Args:
    a (int): 加算する第一の値。
    b (int): 加算する第二の値。

  Returns:
    int: a と b の合計値。
  """
  return a + b

result = add(10, 5)
print(result)  # 15

データ構造

1 リスト

# リストの作成
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
strings = ["Hello", "World", "!"]

# リストへの要素の追加
numbers.append(6)
strings.insert(1, "Python")

# リストの要素へのアクセス
print(numbers[0])  # 1
print(strings

他の方法

テキスト処理

従来のサンプルコードに加えて、以下のような方法もあります。

• f-文字列を用いた文字列フォーマット:

# 文字列と変数を結合してフォーマットする
name = "Alice"
age = 30
message = f"Hello, {name}! You are {age} years old."
print(message)  # Hello, Alice! You are 30 years old.

• 文字列の大小変換:

# 文字列を大文字に変換する
text = "hello, world!"
print(text.upper())  # HELLO, WORLD!

# 文字列を小文字に変換する
text = "HELLO, WORLD!"
print(text.lower())  # hello, world!

• 文字列の空白削除:

# 文字列の先頭と末尾の空白を削除する
text = " Hello, World! "
print(text.strip())  # Hello, World!

# 文字列内の空白のみを削除する
text = " Hello    World! "
print(text.replace(" ", ""))  # HelloWorld!

2 正規表現

従来のサンプルコードに加えて、以下のような方法もあります。

• 正規表現による文字列のグループ化:

import re

# 正規表現で文字列を検索し、グループ化された部分を抽出する
text = "Python 3.10 is released on October 5, 2023."
pattern = r"(\w+) (\d+\.\d+)\s+is\s+released\s+on\s+(\w+)\s+(\d+),\s+(\d+)"
match = re.search(pattern, text)
if match:
    language, version, month, day, year = match.groups()
    print(f"Language: {language}")
    print(f"Version: {version}")
    print(f"Release date: {month} {day}, {year}")
else:
    print("Not found")

• 正規表現による部分一致検索:

import re

# 正規表現で文字列を検索し、部分一致する箇所をすべて抽出する
text = "Python is a programming language. It is used for web development, data science, and machine learning."
pattern = r"(Python|programming|language)"
matches = re.findall(pattern, text)
print(matches)  # ['Python', 'programming', 'language']

3 ファイル入出力

従来のサンプルコードに加えて、以下のような方法もあります。

• バイナリモードでファイルを読み書きする:

with open("data.bin", "rb") as f:
    data = f.read()

with open("output.bin", "wb") as f:
    f.write(data)

• CSVファイルの読み書き:

import csv

# CSVファイルを読み込む
with open("data.csv", "r") as f:
    reader = csv.reader(f)
    for row in reader:
        print(row)

# CSVファイルに書き込む
with open("output.csv", "w") as f:
    writer = csv.writer(f)
    writer.writerow(["name", "age", "city"])
    writer.writerow(["Alice", 30, "Tokyo"])

数値処理

1 基本的な演算

従来のサンプルコードに加えて、以下のような方法もあります。

• 組み込みの数学関数を利用する:

import math

# 平方根を計算する
a = 16
print(math.sqrt(a))  # 4.0

# 絶対値を計算する
a = -10
print(math.fabs(a))  # 10.0

# 指数演算を計算する
a = 2
b = 3
print(math.pow(a, b))  # 8.0

• ランダムな数値を生成する:

import random

# 0から1までのランダムな浮動小数点数を生成する
print(random.random())

# 1から10までのランダムな整数を生成する
print(random.randint(1, 10))

2 型変換

従来のサンプルコードに加えて、以下のような方法もあります。

• **文字列を