長さ単位変換

1. アプリ概要

メートル・フィート・インチ・マイルを相互変換するツール。変換係数の辞書管理と計算処理を学びます。

このアプリは変換カテゴリに分類される実践的なGUIアプリです。使用ライブラリは tkinter（標準ライブラリ） で、難易度は ★☆☆ です。

このアプリは「変換ツール」カテゴリです。形式変換ツールは入力・処理・出力の三層を明示的に書く好材料で、エラー入力の扱いやバリデーションの基本を体験できます。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。

コピー＆実行で動作確認 → コード解説で構造理解 → カスタマイズで応用、の 3 ステップで進めると、短時間で本質を押さえられます。

アプリを完成させた後は、自分の使い方に合わせて改造するのが学びを定着させる近道です。カスタマイズ章のアイデアを足がかりに、独自機能を一つ追加してみてください。

2. 機能一覧

• 「変換する」ボタン（process()）で操作
• キー <Return> から process() を実行
• messagebox.showerror()・messagebox.showwarning() によるダイアログ通知
• ウィンドウはタイトル「長さ単位変換」・サイズ 460x380 で起動

3. 事前準備・環境

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 3.10 以上
• 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

import tkinter as tk
from tkinter import ttk, messagebox


class App15:
    """長さ単位変換"""

    UNITS = {
        "メートル (m)":      1.0,
        "キロメートル (km)": 1000.0,
        "センチメートル (cm)": 0.01,
        "ミリメートル (mm)": 0.001,
        "マイル (mile)":     1609.344,
        "ヤード (yd)":       0.9144,
        "フィート (ft)":     0.3048,
        "インチ (in)":       0.0254,
        "海里 (nmi)":        1852.0,
    }

    def __init__(self, root):
        self.root = root
        self.root.title("長さ単位変換")
        self.root.geometry("460x380")
        self.root.minsize(460, 380)
        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="長さ単位変換",
                 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)

        input_frame = ttk.LabelFrame(main_frame, text="入力", padding=10)
        input_frame.pack(fill=tk.X, pady=(0, 10))

        tk.Label(input_frame, text="数値:").grid(row=0, column=0, sticky="w", pady=4)
        self.entry = ttk.Entry(input_frame, width=16, font=("Arial", 13))
        self.entry.grid(row=0, column=1, padx=8, sticky="ew")
        self.entry.bind("<Return>", lambda e: self.process())

        tk.Label(input_frame, text="単位:").grid(row=1, column=0, sticky="w", pady=4)
        self.unit_var = tk.StringVar(value="メートル (m)")
        ttk.Combobox(input_frame, textvariable=self.unit_var,
                     values=list(self.UNITS.keys()),
                     state="readonly", width=22).grid(row=1, column=1, padx=8, sticky="w")
        input_frame.columnconfigure(1, weight=1)

        ttk.Button(main_frame, text="変換する", command=self.process).pack(pady=8)

        result_frame = ttk.LabelFrame(main_frame, text="変換結果", padding=10)
        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 process(self):
        text = self.entry.get().strip()
        if not text:
            messagebox.showwarning("警告", "数値を入力してください")
            return
        try:
            value = float(text)
        except ValueError:
            messagebox.showerror("エラー", "数値を入力してください")
            return

        from_unit = self.unit_var.get()
        meters = value * self.UNITS[from_unit]

        lines = [f"【{value:g} {from_unit} の換算結果】\n"]
        for unit, rate in self.UNITS.items():
            converted = meters / rate
            if converted >= 1e6 or (converted != 0 and converted < 1e-4):
                lines.append(f"  {unit:<24}  {converted:.4e}")
            else:
                lines.append(f"  {unit:<24}  {converted:,.6g}")

        self._show_result("\n".join(lines))

    def _show_result(self, text):
        self.result_text.config(state=tk.NORMAL)
        self.result_text.delete("1.0", tk.END)
        self.result_text.insert("1.0", text)
        self.result_text.config(state=tk.DISABLED)


if __name__ == "__main__":
    root = tk.Tk()
    app = App15(root)
    root.mainloop()

5. コード解説

長さ単位変換のコードを、実際に書かれている実装に沿って解説します。

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 app15.py と保存します。使うのは tkinter だけなので、追加インストールは不要です。

2. 2
   クラスの骨格を作る

   App15 クラスを定義し、__init__ と、末尾の root = tk.Tk() ～ mainloop() の最小構成を書いて、まず空のウィンドウが出ることを確認します。

3. 3
   ウィンドウを設定する

   title("長さ単位変換")・geometry("460x380")・configure(bg="#f8f9fc")・minsize(460, 380) をコンストラクタで設定します。

4. 4
   画面部品を並べる

   _build_ui() の中で、tk.Frame×2・tk.Label×3・ttk.LabelFrame×2・ttk.Entry・ttk.Combobox・ttk.Button・tk.Text を作って配置します（掲載コードと同じ並び順で書くとレイアウトが一致します）。まず表示だけ確認しましょう。

5. 5
   イベントを接続する

   「2. 機能一覧」で挙げた各ボタンを command= で対応するメソッド（process()）につなぎます。bind("<Return>", ...) の登録も忘れずに。

6. 6
   中心になるメソッドを実装する

   アプリの本体である process()（23行）・_show_result()（5行） を実装します。

7. 7
   動作確認する

   python app15.py で起動し、各ボタンが反応すること・キー操作（<Return>）が効くことを確認します。

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。少しずつ機能を追加することで、Pythonのスキルが飛躍的に向上します。

8. よくある問題と解決法

9. 練習問題

アプリの理解を深めるための練習問題です。気になるものから挑戦してみてください（課題3は定型の発展課題です）。変換できるのは8〜18行の UNITS にある9単位だけで、値は「その単位1つが何メートルか」を表します。結果は有効数字6桁で丸められ（81行）、大きすぎる値や小さすぎる値は指数表記に切り替わります（78〜79行）。入力も結果もどこにも保存されません。

1. 課題1：変換できる単位を1つ増やす

   いまは9単位を相互に変換できます（8〜18行）。ここに「尺」を足して、辞書を1行書き足すだけで対応単位が増えることを確かめましょう。

   期待結果："尺 (shaku)": 10 / 33, を追加すると単位の一覧に「尺 (shaku)」が現れ、1 メートルを変換したとき尺の行が 3.3 になる

   合格条件

   • コンボボックスの選択肢に追加した単位が出る（49行）
   • 1 メートルの変換結果が 尺 (shaku) の行で 3.3 になる
   • もとからある9単位の結果が追加前と変わらない

   ヒント①（どこを触るか）: 触るのは1か所です。UNITS（8〜18行）に1行足すだけです。
   ヒント②（使うもの）: 値は「1尺が何メートルか」なので 10 / 33（約0.303）です。コンボボックスの選択肢は49行が self.UNITS.keys() から作るため、ほかに書き足す場所はありません。
   つまずきやすい点: ここで「1メートルが何尺か」の 3.3 を入れると換算が逆になり、1 メートルが 0.30303 と表示されます。73行で入力値を一度メートルへ直し、77行で各単位の係数で割る作りなので、係数は必ずメートル換算でそろえてください。試しに "光年 (ly)": 9460730472580800.0 を足すと、1 メートルは 1.0570e-16 と指数表記で出ます（78〜79行）。

2. 課題2：入力するそばから結果を更新する

   いまは「変換する」か Enter を押すまで結果が変わりません（44行・53行）。打ちながら結果が動くようにしましょう。

   期待結果：数値欄に 12 と打ち終えた時点で、ボタンを押さなくても結果欄が12メートル基準の一覧に変わる

   合格条件

   • 1文字打つたびに結果欄が更新される
   • - だけ、空欄のような数値にならない入力ではダイアログが出ない
   • 「変換する」ボタンと Enter は今までどおり動く

   ヒント①（どこを触るか）: 触るのは2か所です。44行の隣に <KeyRelease> のバインドを足し、そこから呼ぶ新しいメソッドを作ります。
   ヒント②（使うもの）: self.entry.bind("<KeyRelease>", lambda e: self._live_convert()) の形で書けます。新しいメソッドの中身は62〜83行が手本ですが、float() に失敗したときは messagebox を出さずに return で抜けます。
   つまずきやすい点: 44行と同じように process() をそのまま渡すと、-5 のようにマイナスから打ったとき最初の1文字で69行のエラーダイアログが開きます。<KeyRelease> ではなく <Key> にすると、打った文字が入力欄へ入る前に呼ばれるため、1文字ぶん古い内容で計算してしまいます。書きかけの入力は float("1.") が 1.0 になり float("-") は失敗するので、失敗したときに結果欄をどうするかは先に決めておくと迷いません。

3. 課題3：保存機能の追加

   入力値や計算結果をファイルに保存する機能を追加しましょう。jsonやcsvモジュールを使います。