初心者向け No.073

都道府県クイズ

都道府県と県庁所在地を答えるクイズアプリ。ランダム出題・正解率・苦手問題の重点出題機能付き。

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

1. アプリ概要

都道府県と県庁所在地を答えるクイズアプリ。ランダム出題・正解率・苦手問題の重点出題機能付き。

このアプリはgamesカテゴリの実践的なPythonアプリです。使用ライブラリは tkinter(標準ライブラリ)、難易度は ★☆☆ です。

このアプリは「ゲーム」カテゴリです。ゲーム実装は GUI イベント処理・状態管理・描画ループを同時に学べる教材で、画面・入力・ロジックの三層分離の感覚が掴めます。tkinter(標準ライブラリ) を活かして実装するこの構造は、他のアプリにも応用が効きます。

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。

2. 機能一覧

  • 都道府県クイズのメイン機能
  • 直感的なGUIインターフェース
  • 入力値のバリデーション
  • エラーハンドリング
  • 結果の見やすい表示
  • クリア機能付き

3. 事前準備・環境

ℹ️
動作確認環境

Python 3.10 以上 / Windows・Mac・Linux すべて対応

以下の環境で動作確認しています。

  • Python 3.10 以上
  • OS: Windows 10/11・macOS 12+・Ubuntu 20.04+

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)
app073.py
import random
import tkinter as tk
from tkinter import messagebox, ttk


# 都道府県と県庁所在地
PREFECTURES = {
    "北海道": "札幌市", "青森県": "青森市", "岩手県": "盛岡市", "宮城県": "仙台市",
    "秋田県": "秋田市", "山形県": "山形市", "福島県": "福島市", "茨城県": "水戸市",
    "栃木県": "宇都宮市", "群馬県": "前橋市", "埼玉県": "さいたま市", "千葉県": "千葉市",
    "東京都": "新宿区", "神奈川県": "横浜市", "新潟県": "新潟市", "富山県": "富山市",
    "石川県": "金沢市", "福井県": "福井市", "山梨県": "甲府市", "長野県": "長野市",
    "岐阜県": "岐阜市", "静岡県": "静岡市", "愛知県": "名古屋市", "三重県": "津市",
    "滋賀県": "大津市", "京都府": "京都市", "大阪府": "大阪市", "兵庫県": "神戸市",
    "奈良県": "奈良市", "和歌山県": "和歌山市", "鳥取県": "鳥取市", "島根県": "松江市",
    "岡山県": "岡山市", "広島県": "広島市", "山口県": "山口市", "徳島県": "徳島市",
    "香川県": "高松市", "愛媛県": "松山市", "高知県": "高知市", "福岡県": "福岡市",
    "佐賀県": "佐賀市", "長崎県": "長崎市", "熊本県": "熊本市", "大分県": "大分市",
    "宮崎県": "宮崎市", "鹿児島県": "鹿児島市", "沖縄県": "那覇市",
}


class App073:
    """都道府県クイズ"""

    def __init__(self, root):
        self.root = root
        self.root.title("都道府県クイズ")
        self.root.geometry("620x480")
        self.root.configure(bg="#f8f9fc")
        self.score = 0
        self.total = 0
        self.weights = {p: 1 for p in PREFECTURES}  # 苦手問題ほど重みが大きい
        self.current = None
        self.choices = []
        self.mode = "県庁→都道府県"  # クイズの方向
        self._build_ui()
        self.next_question()

    def _build_ui(self):
        """UI を構築する"""
        title = tk.Frame(self.root, bg="#3776ab", pady=12)
        title.pack(fill=tk.X)
        tk.Label(title, text="都道府県クイズ", font=("Noto Sans JP", 16, "bold"),
                 bg="#3776ab", fg="white").pack()

        top = tk.Frame(self.root, bg="#f8f9fc", pady=10)
        top.pack(fill=tk.X)
        ttk.Label(top, text="出題方向:").pack(side=tk.LEFT, padx=(20, 4))
        self.mode_var = tk.StringVar(value=self.mode)
        cb = ttk.Combobox(top, textvariable=self.mode_var, state="readonly", width=18,
                          values=["県庁→都道府県", "都道府県→県庁"])
        cb.pack(side=tk.LEFT)
        cb.bind("<<ComboboxSelected>>", lambda e: self._on_mode_change())

        self.score_label = tk.Label(top, text="正解 0 / 0  (0%)",
                                    font=("Noto Sans JP", 12, "bold"),
                                    bg="#f8f9fc", fg="#3776ab")
        self.score_label.pack(side=tk.RIGHT, padx=20)

        self.q_label = tk.Label(self.root, text="",
                                font=("Noto Sans JP", 18, "bold"),
                                bg="white", relief=tk.GROOVE, pady=18)
        self.q_label.pack(fill=tk.X, padx=20, pady=10)

        self.btn_frame = tk.Frame(self.root, bg="#f8f9fc")
        self.btn_frame.pack(pady=10)
        self.choice_btns = []
        for i in range(4):
            b = tk.Button(self.btn_frame, text="", width=18, height=2,
                          font=("Noto Sans JP", 11),
                          command=lambda idx=i: self._answer(idx))
            b.grid(row=i // 2, column=i % 2, padx=8, pady=6)
            self.choice_btns.append(b)

        self.fb = tk.Label(self.root, text="", bg="#f8f9fc",
                          font=("Noto Sans JP", 12))
        self.fb.pack(pady=8)

        ttk.Button(self.root, text="次の問題", command=self.next_question).pack(pady=4)

    def _on_mode_change(self):
        """モード変更時の処理"""
        self.mode = self.mode_var.get()
        self.next_question()

    def _weighted_choice(self):
        """重み付きで問題を選ぶ(苦手問題が出やすい)"""
        items = list(self.weights.items())
        total = sum(w for _, w in items)
        r = random.uniform(0, total)
        s = 0
        for k, w in items:
            s += w
            if r <= s:
                return k
        return items[-1][0]

    def next_question(self):
        """新しい問題を出題する"""
        self.current = self._weighted_choice()
        if self.mode == "県庁→都道府県":
            q_text = f"「{PREFECTURES[self.current]}」が県庁所在地の都道府県は?"
            correct = self.current
            pool = [p for p in PREFECTURES if p != self.current]
        else:
            q_text = f"「{self.current}」の県庁所在地は?"
            correct = PREFECTURES[self.current]
            pool = [PREFECTURES[p] for p in PREFECTURES if p != self.current]
        self.q_label.config(text=q_text)
        choices = random.sample(pool, 3) + [correct]
        random.shuffle(choices)
        self.choices = choices
        self._correct_answer = correct
        for i, b in enumerate(self.choice_btns):
            b.config(text=choices[i], bg="SystemButtonFace", state=tk.NORMAL)
        self.fb.config(text="")

    def _answer(self, idx: int):
        """回答ボタン押下時の処理"""
        ans = self.choices[idx]
        self.total += 1
        if ans == self._correct_answer:
            self.score += 1
            self.fb.config(text="正解!", fg="green")
            self.choice_btns[idx].config(bg="#c8e6c9")
            self.weights[self.current] = max(1, self.weights[self.current] - 1)
        else:
            self.fb.config(text=f"不正解。正解: {self._correct_answer}", fg="red")
            self.choice_btns[idx].config(bg="#ffcdd2")
            self.weights[self.current] += 3
        for b in self.choice_btns:
            b.config(state=tk.DISABLED)
        rate = int(self.score / self.total * 100) if self.total else 0
        self.score_label.config(text=f"正解 {self.score} / {self.total}  ({rate}%)")


if __name__ == "__main__":
    root = tk.Tk()
    app = App073(root)
    root.mainloop()

5. コード解説

都道府県クイズのコードを詳しく解説します。クラスベースの設計で各機能を整理して実装しています。

クラス設計とコンストラクタ

App073クラスにアプリの全機能をまとめています。__init__でウィンドウ設定、_build_ui()でUI構築、process()でメイン処理を担当します。責任の分離により、コードが読みやすくなります。

※ 該当部分のコード本体は 「4. 完全なソースコード」 をご参照ください(重複表示を避けるため再掲を省略しています)。

UIレイアウトの構築

LabelFrameで入力エリアと結果エリアを視覚的に分けています。pack()で縦に並べ、expand=Trueで結果エリアが画面いっぱいに広がるよう設定しています。

※ 該当部分のコード本体は 「4. 完全なソースコード」 をご参照ください(重複表示を避けるため再掲を省略しています)。

イベント処理

ボタンのcommand引数でクリックイベントを、bind('')でEnterキーイベントを処理します。どちらの操作でも同じprocess()が呼ばれ、コードの重複を避けられます。

※ 該当部分のコード本体は 「4. 完全なソースコード」 をご参照ください(重複表示を避けるため再掲を省略しています)。

Textウィジェットでの結果表示

tk.Textウィジェットをstate=DISABLED(読み取り専用)で作成し、更新時はNORMALに変更してinsert()で内容を書き込み、再びDISABLEDに戻します。

※ 該当部分のコード本体は 「4. 完全なソースコード」 をご参照ください(重複表示を避けるため再掲を省略しています)。

例外処理とエラーハンドリング

try-exceptでValueErrorとExceptionを捕捉し、messagebox.showerror()でエラーメッセージを表示します。予期しないエラーも処理することで、アプリの堅牢性が向上します。

※ 該当部分のコード本体は 「4. 完全なソースコード」 をご参照ください(重複表示を避けるため再掲を省略しています)。

6. ステップバイステップガイド

このアプリをゼロから自分で作る手順を解説します。コードをコピーするだけでなく、実際に手順を追って自分で書いてみましょう。

  1. 1
    ファイルを作成する

    新しいファイルを作成して app073.py と保存します。

  2. 2
    クラスの骨格を作る

    App073クラスを定義し、__init__とmainloop()の最小構成を作ります。

  3. 3
    タイトルバーを作る

    Frameを使ってカラーバー付きのタイトルエリアを作ります。

  4. 4
    入力フォームを実装する

    LabelFrameとEntryウィジェットで入力エリアを作ります。

  5. 5
    処理ロジックを実装する

    _execute()メソッドにメインロジックを実装します。

  6. 6
    結果表示を実装する

    TextウィジェットかLabelに結果を表示する_show_result()を実装します。

  7. 7
    エラー処理を追加する

    try-exceptとmessageboxでエラーハンドリングを追加します。

7. カスタマイズアイデア

基本機能を習得したら、以下のカスタマイズに挑戦してみましょう。

💡 ダークモードを追加する

bg色・fg色を辞書で管理し、ボタン1つでダークモード・ライトモードを切り替えられるようにしましょう。

💡 データの保存機能

処理結果をCSV・TXTファイルに保存する機能を追加しましょう。filedialog.asksaveasfilename()でファイル保存ダイアログが使えます。

💡 設定ダイアログ

フォントサイズや色などの設定をユーザーが変更できるオプションダイアログを追加しましょう。

8. よくある問題と解決法

❌ 日本語フォントが表示されない

原因:システムに日本語フォントが見つからない場合があります。

解決法:font引数を省略するかシステムに合ったフォントを指定してください。

❌ ライブラリのインポートエラー

原因:必要なライブラリがインストールされていません。

解決法:pip install コマンドで必要なライブラリをインストールしてください。

❌ ウィンドウサイズが合わない

原因:画面解像度や表示スケールによって異なる場合があります。

解決法:root.geometry()で適切なサイズに調整してください。

9. 練習問題

アプリの理解を深めるための練習問題です。

  1. 課題1:機能拡張

    都道府県クイズに新しい機能を1つ追加してみましょう。

  2. 課題2:UIの改善

    色・フォント・レイアウトを変更して、より使いやすいUIにカスタマイズしましょう。

  3. 課題3:保存機能の追加

    処理結果をファイルに保存する機能を追加しましょう。

🚀
次に挑戦するアプリ

このアプリをマスターしたら、次のアプリに挑戦しましょう。