[Medical AI with Python: P4] Pythonで学ぶプログラミング思考 ― if文とループで処理を自動化

はじめに：プログラムに「知性」と「勤勉さ」を

皆さん、こんにちは。前回の講義では、リストや辞書といった「データの入れ物」を学び、複数のデータを上手に整理する方法を身につけましたね。これで、たくさんの患者さんのデータをプログラムで扱えるようになりました。

しかし、今のままでは、私たちのプログラムは書かれたコードを上から下へ、一本道をただ愚直に進むことしかできません。これでは、まだ賢いアシスタントとは言えませんよね。

例えば、「血圧が140以上の患者さんだけをリストアップする」といった条件に応じた判断や、「100人分の患者データそれぞれに対して、BMIを計算する」といった退屈な繰り返し作業をどうすればいいのでしょうか？

ここで登場するのが、プログラムの流れを自在に操るための制御構文 (Control Flow) です。これらを使いこなすことで、私たちのプログラムは、単なる命令の羅列から、状況に応じて判断し、面倒な作業を自動でこなしてくれる、賢く勤勉なアシスタントへと進化します。

今回は、その中でも特に重要な「条件分岐」を行うif文と、「繰り返し」を行うforループについて学びます。この二つをマスターすることは、まさに「プログラミング的に物事を考える力」そのものを身につけることなのです。

1. 条件分岐 (if文) – プログラムに「判断力」を与える

プログラミングにおける最も基本的な「知性」は、ある条件が満たされているかどうかに基づいて、次に行うべき行動を変える、という判断力です。これを実現するのがif文です。

1.1 if文の考え方と構造

これは、医師が患者さんを診察するときの思考プロセスとそっくりです。

「もし (if)、体温が37.5度以上なら、発熱と判断し、解熱薬の処方を検討する」
「そうでなく、もし (elif)、咳がひどい場合は、呼吸器系の検査を推奨する」
「どちらでもなければ (else)、経過観察とする」

といった具合に、条件に応じて異なるアクションを取りますよね。if文は、まさにこの思考の流れをコードで表現するものです。

Pythonでの基本的な書き方は以下の通りです。

if 条件式1:
    # 条件式1がTrueのときに実行される処理
elif 条件式2:
    # 条件式1がFalseで、かつ条件式2がTrueのときに実行される処理
else:
    # 全ての条件式がFalseのときに実行される処理

重要なポイント:

• 条件式の後には必ずコロン : を書きます。
• コロンの後の行は、インデント（字下げ、通常は半角スペース4つ）を付けます。このインデントされた部分が、その条件に属する処理ブロックであることを示します。Pythonでは、このインデントが文法として非常に重要です。
• elif（else ifの略）や else は任意で、必要に応じて使います。

1.2 条件を作るための「比較演算子」と「論理演算子」

if文の条件式を作るために、いくつかの便利な道具があります。

よく使う演算子の表

種類	演算子	意味	使用例
比較演算子	==	等しい	age == 65
	!=	等しくない	department != "外科"
	>	より大きい	blood_pressure > 140
	<	より小さい	bmi < 18.5
	>=	以上	age >= 75
	<=	以下	ldl_cholesterol <= 120
論理演算子	and	かつ	age > 60 and is_smoker
	or	または	has_fever or has_cough
	not	ではない	not has_allergy

特に、=（代入）と==（等しいかどうかの比較）の違いは、初心者がつまずきやすいポイントなので、しっかり区別しましょう。

Pythonコード例：患者のリスク判定

それでは、患者さんのデータに基づいて、簡単なリスク判定を行うプログラムを書いてみましょう。

# --- 1. ある患者さんのデータを変数として用意 ---
age = 70
systolic_bp = 155 # 収縮期血圧
has_diabetes = True # 糖尿病の既往歴

print(f"--- 患者データ ---")
print(f"年齢: {age}歳, 収縮期血圧: {systolic_bp}, 糖尿病既往: {has_diabetes}")
print("--- リスク判定開始 ---")

# --- 2. if-elif-else文でリスクを判定 ---
# まず、最も優先度の高い条件をif文で書きます。
# 年齢が65歳以上「かつ」糖尿病の既往があるか？
if age >= 65 and has_diabetes:
    # 上の条件がTrueの場合、このブロックが実行されます。
    risk_level = "高リスク"
    recommendation = "専門医との定期的な相談を強く推奨します。"
# 上のif文の条件がFalseだった場合に、次の条件を評価します。
# 収縮期血圧が140以上か？
elif systolic_bp >= 140:
    # このブロックが実行されるのは、age<65 または has_diabetes=False で、
    # 「かつ」systolic_bp>=140 の場合です。
    risk_level = "中リスク"
    recommendation = "血圧管理と生活習慣の見直しが必要です。"
# 上のどの条件にも当てはまらなかった場合に、このブロックが実行されます。
else:
    risk_level = "低リスク"
    recommendation = "良好な状態です。引き続き健康維持に努めてください。"

# --- 3. 判定結果の表示 ---
print(f"判定結果: {risk_level}")
print(f"推奨事項: {recommendation}")

# === ここから下が上記のprint文による実際の出力 ===
# --- 患者データ ---
# 年齢: 70歳, 収縮期血圧: 155, 糖尿病既往: True
# --- リスク判定開始 ---
# 判定結果: 高リスク
# 推奨事項: 専門医との定期的な相談を強く推奨します。

2. ループ (`for`文) – プログラムに「勤勉さ」を与える

次に、面倒な繰り返し作業をコンピュータに丸投げするための、魔法のような仕組み、ループについて学びます。その中でも、特に使用頻度が高いのがfor文です。

2.1 for文の考え方と構造

もし、100人分の患者データそれぞれに対して、BMIを計算し、リスク判定を行いたい、と考えたらどうしますか？ 100回同じようなコードをコピー＆ペーストするのは、非現実的で、間違いの元ですよね。

for文は、リストやタプルのような「複数の要素の集まり（イテラブルと言います）」から、要素を一つずつ順番に取り出して、要素の数だけ同じ処理を自動で繰り返すための構文です。

for 取り出した要素を入れる変数 in データの集まり:
    # このブロック内の処理が、要素の数だけ繰り返される
    # 「取り出した要素を入れる変数」を使って、各要素に対する処理を記述

if文と同じく、コロン:とインデントが重要です。

Pythonコード例：複数患者のデータ処理

前回の講義で学んだ、リストと辞書を組み合わせて、複数の患者さんデータを一度に処理してみましょう。

# --- 1. 複数の患者さんデータを用意 ---
# 各患者の情報が「辞書」で、その辞書が「リスト」に格納されています。
# これは、実際のデータ分析で非常によく使われる形式です。
patient_list = [
    {"name": "田中 太郎", "age": 65, "systolic_bp": 145},
    {"name": "鈴木 花子", "age": 52, "systolic_bp": 120},
    {"name": "佐藤 次郎", "age": 75, "systolic_bp": 160},
    {"name": "高橋 良子", "age": 68, "systolic_bp": 135}
]

# --- 2. forループで、各患者さんのデータを順番に処理 ---
print("--- 全患者の血圧チェック開始 ---")

# patient_list というリストから、患者さんの情報（辞書）を一つずつ取り出し、
# patient_data という変数に入れて、ループを開始します。
for patient_data in patient_list:
    # --- ループ内の処理（ここが4回繰り返される） ---

    # 取り出した辞書から、名前と血圧の値を取得します。
    name = patient_data["name"]
    bp = patient_data["systolic_bp"]

    # 処理中の患者さんを分かりやすく表示します。
    print(f"\n[対象患者: {name} さん]")

    # if文を使って、血圧が140以上かどうかを判定します。
    if bp >= 140:
        # 140以上の場合は、注意喚起のメッセージを表示します。
        print(f"  --> 警告: 血圧が {bp}mmHg です。注意が必要です。")
    else:
        # 140未満の場合は、問題ない旨のメッセージを表示します。
        print(f"  --> 血圧は {bp}mmHg で、基準値内です。")

print("\n--- 全患者のチェック完了 ---")

# === ここから下が上記のprint文による実際の出力 ===
# --- 全患者の血圧チェック開始 ---
#
# [対象患者: 田中 太郎 さん]
#   --> 警告: 血圧が 145mmHg です。注意が必要です。
#
# [対象患者: 鈴木 花子 さん]
#   --> 血圧は 120mmHg で、基準値内です。
#
# [対象患者: 佐藤 次郎 さん]
#   --> 警告: 血圧が 160mmHg です。注意が必要です。
#
# [対象患者: 高橋 良子 さん]
#   --> 血圧は 135mmHg で、基準値内です。
#
# --- 全患者のチェック完了 ---

3. まとめと次のステップ

今回は、プログラムの流れを自在に操るための二大巨頭、if文による条件分岐とfor文によるループ処理を学びました。

• if文: 条件に応じて処理を変える「判断力」をプログラムに与える。
• for文: データの集まりに対して同じ処理を繰り返す「勤勉さ」をプログラムに与える。

これらを組み合わせることで、私たちのプログラムは単なる命令の羅列から、状況に応じて判断し、反復作業を自動化する、真に「使える」ツールへと進化します。この「問題を条件と繰り返しに分解して考える」ことこそ、プログラミング的思考の核心部分と言えるでしょう。

さて、if文やfor文を使って、特定の患者データに対する一連の処理を書けるようになりました。でも、もしこの「一連の処理」を、プログラムのあちこちで何度も使いたくなったらどうでしょう？そのたびに同じコードをコピー＆ペーストするのは、賢いやり方とは言えませんよね。

次回、「1.5：現場で役立つPython関数入門 ― 繰り返し処理をスッキリ整理」では、こうした処理を「部品化」し、名前を付けて何度も再利用するための、関数について学んでいきます。

参考文献

1. Python Software Foundation. Python 3.9.7 documentation – More Control Flow Tools. [Internet]. 2021 [cited 2025 Jun 6]. Available from: https://docs.python.org/3/tutorial/controlflow.html
2. Sweigart A. Automate the Boring Stuff with Python. 2nd ed. San Francisco, CA: No Starch Press; 2019. Chapter 2, Flow Control.

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