初心者向け No.49

体脂肪率計算アプリ

身長・体重・年齢・性別から体脂肪率を推定するアプリ。Deurenberg式と米海軍式（周囲径）をComboboxで切り替えて使えます。

🎯 難易度: ★☆☆ 📦 ライブラリ: tkinter（標準ライブラリ） ⏱️ 制作時間: 30〜90分

📋 目次

1. アプリ概要
2. 機能一覧
3. 事前準備・環境
4. 完全なソースコード
5. コード解説
6. ステップバイステップガイド
7. カスタマイズアイデア
8. よくある問題と解決法
9. 練習問題

1. アプリ概要

身長・体重・年齢・性別から体脂肪率を推定するアプリ。Deurenberg式と米海軍式（周囲径）をComboboxで切り替えて使えます。

使用ライブラリは tkinter（標準ライブラリ） で、難易度は ★☆☆ です。

コードを読む前に実行することをおすすめします。動いている挙動を先に把握しておくと、解説で出てくる関数や処理がどこに対応するかが頭に入りやすくなります。

応用のヒントは、機能を 1 つ増やす・見た目を整える・例外を一つでも丁寧に扱う、のいずれかから始めるのがおすすめです。

計算式は「計算式:」の選択欄（ttk.Combobox・60〜63行）で切り替えます。既定は身長・体重・年齢・性別だけで推定する Deurenberg 式で、「米海軍式」を選ぶと首回り・腹囲（女性は腰回りも）の入力欄が有効になります（_on_method_change()・86〜90行）。

既定の Deurenberg 式は、配布コードの deurenberg_body_fat()（93〜96行）に書いたとおり 1.2 × BMI + 0.23 × 年齢 − 10.8 × 性別（男性1・女性0） − 5.4 という係数で計算しています。同じ「Deurenberg 式」の名前で係数の異なる版も流通しており、当サイトでは原典の論文を確認できていません。このアプリが出す数値はあくまでコードに書いたこの係数によるもので、ほかの計算サイトや書籍の結果と一致しないことがあります。

米海軍式（周囲径法）の係数は、Hodgdon, J.A. & Beckett, M.B.（1984）Naval Health Research Center Report No. 84-11（男性）・84-29（女性）に由来する式として紹介されているものです。当サイトでは報告書そのもの（PDF）を取得できていません。同じ書誌を挙げて同一の係数を載せている二次資料2件（calculator.net・topendsports.com）が一致することを確認したうえで採用しました。配布コードの navy_body_fat()（99〜113行）にも同じ出典をコメントで書いています。

入力する周囲径は、首回り・腹囲・腰回り（女性のみ）の3つで、単位はすべて cm です。周囲径から推定する方式は、体のどの位置で測るかによって結果が変わりますが、原典が定めている測定位置そのものは当サイトでは確認できていません。測る位置を変えて何度か計算してみると数値がどれくらい動くか分かるので、出てくる数字は「だいたいの目安」として見てください。

体脂肪率計算アプリ実行画面（Windows）。「計算式:」の選択欄に Deurenberg式が表示され、右側に「首回り (cm)」「腹囲 (cm)」「腰回り (cm・女性)」の入力欄が並んでいます — 実行画面（Windows・計算式の切り替えと周囲径の入力欄の追加後に撮影／既定の Deurenberg式選択中で周囲径の3欄は入力不可）

体脂肪率計算アプリ実行画面（Linux Mint）。「計算式:」の選択欄に Deurenberg式が表示され、右側に「首回り (cm)」「腹囲 (cm)」「腰回り (cm・女性)」の入力欄が並んでいます — 実行画面（Linux Mint・計算式の切り替えと周囲径の入力欄の追加後に撮影／既定の Deurenberg式選択中で周囲径の3欄は入力不可）

⚠️

この記事の位置づけ

ここで作るのはプログラミングの練習用サンプルです。表示される体脂肪率は、身長・体重・年齢・性別から計算する推定値（Deurenberg式）か、身長と首回り・腹囲など（女性は腰回りも）の周囲径から計算する推定値（米海軍式）で、どちらも実際に体脂肪を測ったものではありません。「フィットネス型」「肥満」などの判定名も、一般に使われている分類を当てはめているだけの目安で、医学的な診断ではありません。健康に関する判断は医療機関にご相談ください。

2. 機能一覧

「計算する」ボタン（calculate()）で操作
キー <Return> から calculate() を実行
イベント <<ComboboxSelected>> から _on_method_change() を実行
messagebox.showerror() によるダイアログ通知
ウィンドウはタイトル「体脂肪率計算アプリ」・サイズ 480x600 で起動

3. 事前準備・環境

ℹ️

動作確認環境

Python 3.11 以上（Ubuntu で 3.14・3.15 の起動を確認） / Windows 11（実機）で起動・基本操作を確認／ Linux Mint 22.3（仮想マシン）で起動・画面表示を確認（macOS は未検証）

Windows 11（実機）で起動と基本操作を確認しています（全機能の網羅テストではありません）。Linux Mint 22.3（仮想マシン）では起動と画面表示を確認しました。macOS は標準ライブラリの範囲で動作する想定ですが、未検証です。

Python 3.11 以上（Ubuntu で 3.14・3.15 の起動を確認）
OS: Windows 11（実機で起動・基本操作を確認）・Linux Mint 22.3（仮想マシンで起動・画面表示を確認）

4. 完全なソースコード

💡

コードのコピー方法

右上の「コピー」ボタンをクリックするとコードをクリップボードにコピーできます。

✅ 追加インストール不要（標準ライブラリのみ使用）

app49.py

import tkinter as tk
from tkinter import ttk, messagebox
import math


class App49:
    """体脂肪率計算アプリ"""

    METHOD_DEURENBERG = "Deurenberg式"
    METHOD_NAVY = "米海軍式"
    METHODS = [METHOD_DEURENBERG, METHOD_NAVY]

    def __init__(self, root):
        self.root = root
        self.root.title("体脂肪率計算アプリ")
        self.root.geometry("480x600")
        self.root.minsize(480, 600)
        self.root.configure(bg="#f8f9fc")
        self._build_ui()

    def _build_ui(self):
        title_frame = tk.Frame(self.root, bg="#3776ab", pady=12)
        title_frame.pack(fill=tk.X)
        tk.Label(title_frame, text="体脂肪率計算アプリ",
                 font=("Noto Sans JP", 16, "bold"),
                 bg="#3776ab", fg="white").pack()

        main_frame = tk.Frame(self.root, bg="#f8f9fc", padx=24, pady=16)
        main_frame.pack(fill=tk.BOTH, expand=True)

        # 入力
        input_frame = ttk.LabelFrame(main_frame, text="身体データを入力", padding=10)
        input_frame.pack(fill=tk.X, pady=(0, 10))

        tk.Label(input_frame, text="身長 (cm):").grid(row=0, column=0, sticky="w", pady=5)
        self.height_entry = ttk.Entry(input_frame, width=12, font=("Arial", 12))
        self.height_entry.grid(row=0, column=1, padx=8, sticky="w")

        tk.Label(input_frame, text="体重 (kg):").grid(row=1, column=0, sticky="w", pady=5)
        self.weight_entry = ttk.Entry(input_frame, width=12, font=("Arial", 12))
        self.weight_entry.grid(row=1, column=1, padx=8, sticky="w")

        tk.Label(input_frame, text="年齢:").grid(row=2, column=0, sticky="w", pady=5)
        self.age_entry = ttk.Entry(input_frame, width=8, font=("Arial", 12))
        self.age_entry.grid(row=2, column=1, padx=8, sticky="w")
        self.age_entry.bind("<Return>", lambda e: self.calculate())

        tk.Label(input_frame, text="性別:").grid(row=3, column=0, sticky="w", pady=5)
        self.gender_var = tk.StringVar(value="男性")
        gender_frame = tk.Frame(input_frame, bg=self.root.cget("bg"))
        gender_frame.grid(row=3, column=1, sticky="w", padx=8)
        ttk.Radiobutton(gender_frame, text="男性", variable=self.gender_var,
                        value="男性").pack(side=tk.LEFT)
        ttk.Radiobutton(gender_frame, text="女性", variable=self.gender_var,
                        value="女性").pack(side=tk.LEFT, padx=8)

        # 計算式の切り替え
        tk.Label(input_frame, text="計算式:").grid(row=4, column=0, sticky="w", pady=5)
        self.method_var = tk.StringVar(value=self.METHOD_DEURENBERG)
        method_cb = ttk.Combobox(input_frame, textvariable=self.method_var,
                                 values=self.METHODS, state="readonly", width=14)
        method_cb.grid(row=4, column=1, padx=8, sticky="w")
        method_cb.bind("<<ComboboxSelected>>", self._on_method_change)

        # 米海軍式で使う周囲径（右側の列）
        tk.Label(input_frame, text="首回り (cm):").grid(row=0, column=2, sticky="w", padx=(16, 0))
        self.neck_entry = ttk.Entry(input_frame, width=8, font=("Arial", 12))
        self.neck_entry.grid(row=0, column=3, padx=8, sticky="w")
        tk.Label(input_frame, text="腹囲 (cm):").grid(row=1, column=2, sticky="w", padx=(16, 0))
        self.waist_entry = ttk.Entry(input_frame, width=8, font=("Arial", 12))
        self.waist_entry.grid(row=1, column=3, padx=8, sticky="w")
        tk.Label(input_frame, text="腰回り (cm・女性):").grid(row=2, column=2, sticky="w", padx=(16, 0))
        self.hip_entry = ttk.Entry(input_frame, width=8, font=("Arial", 12))
        self.hip_entry.grid(row=2, column=3, padx=8, sticky="w")
        self._on_method_change()

        ttk.Button(main_frame, text="計算する", command=self.calculate).pack(pady=8)

        # 結果
        result_frame = ttk.LabelFrame(main_frame, text="計算結果", padding=12)
        result_frame.pack(fill=tk.BOTH, expand=True)
        self.result_text = tk.Text(result_frame, font=("Noto Sans JP", 11),
                                   bg="white", relief=tk.FLAT, state=tk.DISABLED)
        self.result_text.pack(fill=tk.BOTH, expand=True)

    def _on_method_change(self, event=None):
        # 米海軍式のときだけ周囲径の入力欄を有効にする
        state = "normal" if self.method_var.get() == self.METHOD_NAVY else "disabled"
        for entry in (self.neck_entry, self.waist_entry, self.hip_entry):
            entry.config(state=state)

    @staticmethod
    def deurenberg_body_fat(bmi, age, gender):
        # BMIを使った体脂肪率推定式 (Deurenberg式)
        sex_factor = 1 if gender == "男性" else 0
        return 1.2 * bmi + 0.23 * age - 10.8 * sex_factor - 5.4

    @staticmethod
    def navy_body_fat(gender, height, neck, waist, hip=0.0):
        # 米海軍式（周囲径法）: Hodgdon & Beckett (1984) Naval Health Research Center
        #   Report No. 84-11（男性）/ 84-29（女性）。単位は cm。
        #   周囲径と身長から体密度 D を求め、Siri の式 495/D - 450 で体脂肪率(%)に変換する
        if gender == "男性":
            girth = waist - neck
            if girth <= 0:
                return None
            density = 1.0324 - 0.19077 * math.log10(girth) + 0.15456 * math.log10(height)
        else:
            girth = waist + hip - neck
            if girth <= 0:
                return None
            density = 1.29579 - 0.35004 * math.log10(girth) + 0.22100 * math.log10(height)
        return 495 / density - 450

    def calculate(self):
        try:
            height = float(self.height_entry.get())
            weight = float(self.weight_entry.get())
            age = int(self.age_entry.get())
        except ValueError:
            messagebox.showerror("エラー", "身長・体重・年齢を正しく入力してください")
            return

        if height <= 0 or weight <= 0 or age <= 0:
            messagebox.showerror("エラー", "正の数を入力してください")
            return

        gender = self.gender_var.get()
        method = self.method_var.get()
        bmi = weight / (height / 100) ** 2

        girth_lines = ""
        if method == self.METHOD_NAVY:
            try:
                neck = float(self.neck_entry.get())
                waist = float(self.waist_entry.get())
                hip = float(self.hip_entry.get()) if gender == "女性" else 0.0
            except ValueError:
                messagebox.showerror("エラー", "首回り・腹囲（女性は腰回りも）を正しく入力してください")
                return
            body_fat = self.navy_body_fat(gender, height, neck, waist, hip)
            if body_fat is None:
                messagebox.showerror("エラー", "腹囲（＋腰回り）は首回りより大きい値を入力してください")
                return
            girth_lines = f"首回り:     {neck:.1f} cm\n腹囲:       {waist:.1f} cm\n"
            if gender == "女性":
                girth_lines += f"腰回り:     {hip:.1f} cm\n"
        else:
            body_fat = self.deurenberg_body_fat(bmi, age, gender)

        # 筋肉量推定
        lean_mass = weight * (1 - body_fat / 100)
        fat_mass = weight * body_fat / 100

        # 判定
        if gender == "男性":
            if body_fat < 6:
                cat = "必須脂肪（アスリート以下）"
            elif body_fat < 14:
                cat = "アスリート型"
            elif body_fat < 18:
                cat = "フィットネス型"
            elif body_fat < 25:
                cat = "標準"
            else:
                cat = "肥満"
        else:
            if body_fat < 14:
                cat = "必須脂肪（アスリート以下）"
            elif body_fat < 21:
                cat = "アスリート型"
            elif body_fat < 25:
                cat = "フィットネス型"
            elif body_fat < 32:
                cat = "標準"
            else:
                cat = "肥満"

        result = (
            f"【体脂肪率計算結果】\n\n"
            f"身長:       {height:.1f} cm\n"
            f"体重:       {weight:.1f} kg\n"
            f"年齢:       {age} 歳  ({gender})\n"
            f"{girth_lines}\n"
            f"BMI:        {bmi:.2f}\n"
            f"体脂肪率:   {body_fat:.1f} %  → {cat}\n"
            f"除脂肪体重: {lean_mass:.1f} kg\n"
            f"体脂肪量:   {fat_mass:.1f} kg\n\n"
            f"※ {method}による推定値です"
        )
        self.result_text.config(state=tk.NORMAL)
        self.result_text.delete("1.0", tk.END)
        self.result_text.insert("1.0", result)
        self.result_text.config(state=tk.DISABLED)


if __name__ == "__main__":
    root = tk.Tk()
    app = App49(root)
    root.mainloop()

5. コード解説

体脂肪率計算アプリのコードを、実際に書かれている実装に沿って解説します。

クラス設計とコンストラクタ

App49 クラスにアプリの全機能をまとめています（メソッド6個・全200行）。__init__ ではタイトル「体脂肪率計算アプリ」とウィンドウサイズ 480x600 を設定します。最後に _build_ui() で画面を組み立てます。