6. 関数でコードをまとめる・再利用する

# --- 関数を「作る」部分 （定義） ---
# def 関数名(): の形で、関数を作ります
def greet():
    print("こんにちは！")
    print("元気ですか？")
    print("今日もよろしくお願いします")


# --- 関数を「使う」部分 （呼び出し） ---
# 関数名() で実行します
greet()
print("--- 他の処理 ---")
# 何度でも同じ処理を実行できます
greet()

def greet():
    print("こんにちは！")
    print("元気ですか？")
    print("今日もよろしくお願いします")


print("--- 関数の定義を表示 ---")
# () を付けないと呼び出されません
# 関数の定義を表示すると、関数の名前と、その関数がどこにあるかを示すアドレスが表示されます
print(greet)  # <function greet at 0x7b70b00c7100>

print("--- 関数の返す値を表示 ---")
# この関数は、値を返していないので、 print すると None になります
print(greet())  # None

def calculate_rectangle_area(width, height):
    area = width * height   # 面積を計算
    return area             # 計算結果を返す


# 関数を使う
result = calculate_rectangle_area(5, 3)  # 戻り値を変数に入れる
print(f"面積は{result}平方センチメートルです")  # 面積は 15 平方センチメートルです

# 関数の結果を直接使うこともできます
total_area = calculate_rectangle_area(4, 6) + calculate_rectangle_area(3, 2)
print(f"2つの長方形の面積の合計：{total_area}")  # 30 平方センチメートル

def calculate_rectangle_area(width: float, height: float) -> float:
    """長方形の面積を計算して返す.

    Args:
        width (float): 長方形の幅
        height (float): 長方形の高さ

    Returns:
        float: 長方形の面積
    """
    area = width * height
    return area

def calculate_price_with_tax(price: float) -> float:
    """税込価格を計算して返す.

    Notes:
        消費税率は 10% で計算します。

    Args:
        price (float): 税抜価格

    Returns:
        float: 税込価格
    """
    tax_rate = 0.1
    tax = price * tax_rate
    total = price + tax

    return total


# 商品の合計金額を計算
item1_price = calculate_price_with_tax(1000)  # 1,100 円
item2_price = calculate_price_with_tax(2000)  # 2,200 円
total_price = int(item1_price + item2_price)

# カンマを使って桁区切りを表示
print(f"合計金額（税込）：{total_price:,} 円")  # 3,300円

def calculate_grade(score: int) -> str:
    """点数から成績を計算して返す.

    Args:
        score (int): 点数

    Returns:
        str: 成績
    """
    if score >= 90:
        return "A"
    if score >= 80:
        return "B"
    if score >= 70:
        return "C"
    if score >= 60:
        return "D"

    # 60 点未満は F
    return "F"

# 関数を使って成績を判定
my_score = 85
my_grade = calculate_grade(my_score)
print(f"{my_score} 点の成績は {my_grade} です")  # 85 点の成績は B です

def greet_person(name: str) -> None:
    """名前を引数に取る関数.

    Args:
        name (str): 名前
    """
    print(f"こんにちは、{name}さん！")
    print("今日も頑張りましょう！")


# いろいろな名前で呼び出してみる
greet_person("太郎")  # こんにちは、太郎さん！
greet_person("花子")  # こんにちは、花子さん！
greet_person("先生")  # こんにちは、先生さん！

def calculate_bmi(weight: float, height: float) -> float:
    """BMI を計算する関数.

    Args:
        weight (float): 体重（kg）
        height (float): 身長（cm）
    """
    # 身長をメートルに変換
    height_m = height / 100
    # BMI の計算式: 体重 (kg) ÷ 身長 (m) の 2 乗
    bmi = weight / (height_m * height_m)
    # 小数第 1 位まで丸めて返す
    return round(bmi, 1)


# 関数を使って BMI を計算
my_bmi = calculate_bmi(60, 170)  # 体重 60 kg, 身長 170 cm
print(f"BMI 値: {my_bmi}")

friend_bmi = calculate_bmi(55, 165)  # 体重 55 kg, 身長 165 cm
print(f"友達の BMI 値: {friend_bmi}")

def power(base: int, exponent: int = 2) -> int:
    """数値のべき乗を計算する.

    Args:
        base (int): 基数
        exponent (int, optional): 指数（デフォルトは 2）
    """
    return base ** exponent


# いろいろな使い方
print(power(3))     # 3 の 2 乗 = 9 （exponent を省略 → デフォルト値の 2 が使われる）
print(power(3, 3))  # 3 の 3 乗 = 27 （exponent に 3 を指定）
print(power(2, 4))  # 2 の 4 乗 = 16 （exponent に 4 を指定）


def create_greeting(name: str, greeting: str = "こんにちは") -> str:
    """あいさつ文を作る.

    Args:
        name (str): 名前
        greeting (str, optional): あいさつ（デフォルトは「こんにちは」）
    """
    return f"{greeting}、{name}さん！"


print(create_greeting("太郎"))  # こんにちは、太郎さん！
print(create_greeting("花子", "おはよう"))  # おはよう、花子さん！

def create_profile(name: str, age: int, hobby: str) -> str:
    return f"私は{name}です。{age}歳です。趣味は{hobby}です。"


# 通常の呼び出し （順番通りに渡す）
profile1 = create_profile("太郎", 16, "サッカー")
# キーワード引数を使う （順番は関係ない）
profile2 = create_profile(hobby="野球", name="次郎", age=15)

print(profile1)
print(profile2)

# クラスのテスト点数リスト
scores = [82, 75, 90, 65, 88, 72, 95, 60]

# 点数の分析
max_score = max(scores)  # 最高点を求める
min_score = min(scores)  # 最低点を求める
total = sum(scores)      # 合計点を求める
count = len(scores)      # 人数を求める
average = total / count  # 平均点を計算

print("テスト結果の分析：")
print(f"最高点：{max_score}点")    # 95点
print(f"最低点：{min_score}点")    # 60点
print(f"平均点：{average:.1f}点")  # 78.4点
print(f"受験者数：{count}人")      # 8人

# 名前の処理
name = "python programming"

# 様々な文字列操作
print(len(name))               # 文字数: 17
print(name.upper())            # すべて大文字: PYTHON PROGRAMMING
print(name.lower())            # すべて小文字: python programming
print(name.title())            # 単語の先頭を大文字: Python Programming
print(name.replace("p", "P"))  # 文字の置換: Python Programming

# 文字列の検索と判定
print(name.startswith("py"))  # "py" で始まる？: True
print(name.endswith("ing"))   # "ing" で終わる？: True
print("gram" in name)         # "gram" を含む？: True

# 空白の処理
text = "   Hello, World!   "
print(text.strip())  # 前後の空白を削除: Hello, World!

# 文字列から数値への変換
age_str = "16"
age_num = int(age_str)  # 文字列 → 整数: 16
height_str = "170.5"
height_num = float(height_str)  # 文字列 → 小数: 170.5

# 数値を文字列に変換
price = 1200
price_str = str(price)  # 整数 → 文字列: "1200"

# ユーザーからの入力を処理
height = float(input("身長 (cm) を入力："))  # 入力: "165.5" → 数値: 165.5
weight = float(input("体重 (kg) を入力："))  # 入力: "60.2" → 数値: 60.2

# BMI の計算 （小数第 1 位まで）
bmi = weight / ((height/100) ** 2)
print(f"BMI 値: {round(bmi, 1)}")  # 小数第 1 位まで表示

# 部活動の記録
times = [12.3, 11.8, 12.1, 11.5, 12.0]  # 100m 走のタイム

# 基本的な統計
best_time = min(times)   # ベストタイム
worst_time = max(times)  # ワーストタイム
average_time = sum(times) / len(times)  # 平均タイム

print("タイム分析：")
print(f"ベスト：{best_time}秒")
print(f"ワースト：{worst_time}秒")
print(f"平均：{average_time:.1f}秒")

# リストの操作
times.sort()                 # タイムを昇順に並び替え
print(f"タイム一覧：{times}")  # [11.5, 11.8, 12.0, 12.1, 12.3]
times.reverse()              # 逆順に並び替え
print(f"逆順一覧：{times}")    # [12.3, 12.1, 12.0, 11.8, 11.5]

# math モジュールを読み込む
import math


# モジュールの機能を使う
radius = 5
area = math.pi * radius * radius  # 円の面積を計算
print(f"半径{radius}の円の面積：{area:.2f}")

import math


# 円周率と平方根
print(f"円周率：{math.pi}")         # 3.141592...
print(f"2の平方根：{math.sqrt(2)}")  # 1.4142...

# 三角関数（ラジアン）
angle_deg = 45                       # 45 度
angle_rad = math.radians(angle_deg)  # 度 → ラジアン (rad)
sin_value = math.sin(angle_rad)      # サイン (sin)
cos_value = math.cos(angle_rad)      # コサイン (cos)
print(f"{angle_deg}度の sin 値: {sin_value:.4f}")

# 切り上げ, 切り捨て, 四捨五入
price = 1234.56
print(f"切り上げ: {math.ceil(price)}")   # 1235
print(f"切り捨て: {math.floor(price)}")  # 1234
print(f"四捨五入: {round(price)}")       # 1235

import random


# サイコロを振る
dice = random.randint(1, 6)  # 1 から 6 のランダムな整数
print(f"サイコロの目：{dice}")

# じゃんけんをランダムに選ぶ
hands = ['グー', 'チョキ', 'パー']
computer_hand = random.choice(hands)  # リストからランダムに選択
print(f"コンピュータの手：{computer_hand}")

# カードをシャッフル
cards = ['A', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', '10', 'J', 'Q', 'K']
random.shuffle(cards)  # リストをシャッフル
print(f"シャッフル後：{cards}")

from datetime import datetime, timedelta


# 現在の日時を取得
now = datetime.now()
print(f"現在の日時：{now}")
print(f"今日は{now.year}年{now.month}月{now.day}日")
print(f"現在時刻：{now.hour}時{now.minute}分{now.second}秒")

# 日付の計算
tomorrow = now + timedelta(days=1)    # 1 日後
next_week = now + timedelta(weeks=1)  # 1 週間後
print(f"明日：{tomorrow.date()}")
print(f"来週：{next_week.date()}")

# 誕生日までの日数を計算
birthday = datetime(2024, 12, 25)  # 2024年12月25日
days_until = (birthday - now).days
print(f"誕生日まであと{days_until}日")

import datetime


# 現在の日時を取得
now = datetime.datetime.now()
print(f"現在の日時：{now}")
print(f"今日は{now.year}年{now.month}月{now.day}日")
print(f"現在時刻：{now.hour}時{now.minute}分{now.second}秒")

# 日付の計算
tomorrow = now + datetime.timedelta(days=1)    # 1 日後
next_week = now + datetime.timedelta(weeks=1)  # 1 週間後
print(f"明日：{tomorrow.date()}")
print(f"来週：{next_week.date()}")

# 誕生日までの日数を計算
birthday = datetime.datetime(2024, 12, 25)  # 2024年12月25日
days_until = (birthday - now).days
print(f"誕生日まであと{days_until}日")

print("クラス名簿管理プログラム")
name = input("名前を入力してください：")
age = int(input("年齢を入力してください："))
current_year = 2024
birth_year = current_year - age
blood_type = input("血液型を入力してください：")
height = float(input("身長を入力してください（cm）："))
weight = float(input("体重を入力してください（kg）："))
height_m = height / 100
bmi = weight / (height_m ** 2)
message = f"【個人データ】\n"
message += f"名前：{name}\n"
message += f"年齢：{age}歳（{birth_year}年生まれ）\n"
message += f"血液型：{blood_type}型\n"
message += f"身長：{height}cm\n"
message += f"体重：{weight}kg\n"
message += f"BMI 値：{bmi:.1f}"
print(message)

def get_personal_info() -> tuple[str, int, str]:
    """個人情報を入力して取得する.

    Returns:
        tuple[str, int, str]: 名前, 年齢, 血液型
    """
    name = input("名前を入力してください：")
    age = int(input("年齢を入力してください："))
    blood_type = input("血液型を入力してください：")

    return name, age, blood_type


def get_physical_info() -> tuple[float, float]:
    """身体情報を入力して取得する.

    Returns:
        tuple[float, float]: 身長, 体重
    """
    height = float(input("身長を入力してください（cm）："))
    weight = float(input("体重を入力してください（kg）："))

    return height, weight


def calculate_birth_year(age: int) -> int:
    """年齢から生年を計算する.

    Args:
        age (int): 年齢

    Returns:
        int: 生年
    """
    current_year = 2024

    return current_year - age


def calculate_bmi(height: float, weight: float) -> float:
    """BMI を計算する.

    Args:
        height (float): 身長
        weight (float): 体重

    Returns:
        float: BMI値
    """
    return weight / (height_m ** 2)


def create_profile(name: str, age: int, birth_year: int, blood_type: str, height: float, weight: float, bmi: float) -> str:
    """プロフィール文字列を作成する関数.

    Args:
        name (str): 名前
        age (int): 年齢
        birth_year (int): 生年
        blood_type (str): 血液型
        height (float): 身長
        weight (float): 体重
        bmi (float): BMI値

    Returns:
        str: プロフィール文字列
    """
    message = "【個人データ】\n"
    message += f"名前：{name}\n"
    message += f"年齢：{age}歳（{birth_year}年生まれ）\n"
    message += f"血液型：{blood_type}型\n"
    message += f"身長：{height}cm\n"
    message += f"体重：{weight}kg\n"
    message += f"BMI 値：{bmi:.1f}"

    return message


def main() -> None:
    """メインの処理を行う関数"""
    print("クラス名簿管理プログラム")

    # 個人情報の入力
    name, age, blood_type = get_personal_info()

    # 身体情報の入力
    height, weight = get_physical_info()

    # 各種計算
    birth_year = calculate_birth_year(age)
    bmi = calculate_bmi(height, weight)

    # プロフィール作成と表示
    profile = create_profile(name, age, birth_year, blood_type, height, weight, bmi)
    print("\n" + profile)


# プログラムの実行
if __name__ == "__main__":
    main()

print("1 番目の生徒")
name1 = "田中"
score1 = 85

grade1 = ""
if score1 >= 90:
    grade1 = "A"
elif score1 >= 80:
    grade1 = "B"
elif score1 >= 70:
    grade1 = "C"
else:
    grade1 = "D"

print(f"{name1}さんの成績は{grade1}です")

print("\n2 番目の生徒")
name2 = "鈴木"
score2 = 92
grade2 = ""

if score2 >= 90:
    grade2 = "A"
elif score2 >= 80:
    grade2 = "B"
elif score2 >= 70:
    grade2 = "C"
else:
    grade2 = "D"

print(f"{name2}さんの成績は{grade2}です")

def get_grade(score: int) -> str:
    """点数から成績（A / B / C / D）を判定する.

    Args:
        score (int): 点数

    Returns:
        str: 成績（A / B / C / D）
    """
    if score >= 90:
        return "A"
    elif score >= 80:
        return "B"
    elif score >= 70:
        return "C"
    else:
        return "D"


def print_result(name: str, score: int) -> None:
    """生徒の成績を表示する.

    Args:
        name (str): 名前
        score (int): 点数
    """
    grade = get_grade(score)
    print(f"{name}さんの成績は{grade}です")


# 複数の生徒を簡単に処理
students = [("田中", 85), ("鈴木", 92), ("佐藤", 78)]

for name, score in students:
    print_result(name, score)

def add(a: int, b: int) -> int:
    """2 つの数の和を返す.

    Args:
        a (int): 数値 1
        b (int): 数値 2

    Returns:
        int: 和
    """
    return a + b


def subtract(a: int, b: int) -> int:
    """2 つの数の差を返す.

    Args:
        a (int): 数値 1
        b (int): 数値 2

    Returns:
        int: 差
    """
    return a - b


def average(numbers: list[int]) -> float:
    """数値リストの平均を返す.

    Args:
        numbers (list[int]): 数値リスト

    Returns:
        float: 平均
    """
    return sum(numbers) / len(numbers)


# メイン処理
if __name__ == "__main__":
    # テスト用のコード
    print(add(10, 5))       # 15
    print(subtract(10, 5))  # 5
    print(average([1, 2, 3, 4, 5]))  # 3.0

def gcd(a: int, b: int) -> int:
    """ユークリッドの互除法で最大公約数を求める.

    Args:
        a (int): 数値 1
        b (int): 数値 2

    Returns:
        int: 最大公約数
    """
    while b:
        a, b = b, a % b

    return a


def get_positive_number(prompt: str) -> int:
    """正の整数を入力させる.

    Args:
        prompt (str): 入力を促すメッセージ

    Returns:
        int: 正の整数
    """
    while True:
        try:
            num = int(input(prompt))

            if num > 0:
                return num

            print("正の整数を入力してください")
        except ValueError:
            print("正しい数値を入力してください")


def main() -> None:
    # 2 つの数を入力
    num1 = get_positive_number("1 つ目の数を入力：")
    num2 = get_positive_number("2 つ目の数を入力：")

    # 最大公約数を計算
    result = gcd(num1, num2)

    # 結果を表示
    print(f"{num1}と{num2}の最大公約数は{result}です")


# プログラムの実行
if __name__ == "__main__":
    main()