重さ単位変換

1. アプリ概要

kg・g・ポンド・オンスを相互変換するツール。OptionMenuウィジェットと変換ロジックの実装を学びます。

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。

動かしながら読むことが理解の最短経路です。まずはコードをコピーして実行し、想定どおりに動くことを確認したうえで解説と照らし合わせてください。

カスタマイズでは「機能追加」「UI 改善」「エラー耐性」の三方向で考えると視野が広がります。練習問題にもそれぞれの方向の具体例を用意しています。

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「重さ単位変換」・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 App16:
    """重さ単位変換"""

    UNITS = {
        "キログラム (kg)":  1.0,
        "グラム (g)":       0.001,
        "ミリグラム (mg)":  1e-6,
        "トン (t)":         1000.0,
        "ポンド (lb)":      0.45359237,
        "オンス (oz)":      0.02834952,
        "石 (石)":          120.0 * 0.6,  # 1石≒72kg
        "斤 (斤)":          0.6,
    }

    def __init__(self, root):
        self.root = root
        self.root.title("重さ単位変換")
        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="重さ単位変換",
                 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="キログラム (kg)")
        ttk.OptionMenu(input_frame, self.unit_var, "キログラム (kg)",
                       *list(self.UNITS.keys())).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()
        kg = 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 = kg / rate
            if converted >= 1e6 or (converted != 0 and converted < 1e-4):
                lines.append(f"  {unit:<22}  {converted:.4e}")
            else:
                lines.append(f"  {unit:<22}  {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 = App16(root)
    root.mainloop()

5. コード解説

重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 app16.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

   App16 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("重さ単位変換")・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.OptionMenu・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 app16.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）。どちらの課題も新しいライブラリは要りません（数値を入れて「変換する」を押すだけで確かめられます）。

1. 課題1：単位を選び直したら自動で変換する

   いまは単位を変えても、「変換する」を押すまで結果欄は前のままです。ドロップダウンを選び直した時点で計算し直すようにしましょう。

   期待結果：数値欄に 1 と入れて一度「変換する」を押す。そのあと単位を「ポンド (lb)」に変えるだけで、結果欄の見出しが「【1 ポンド (lb) の換算結果】」に変わる。いまはボタンを押すまで変わらない

   合格条件

   • 単位を選び直すたびに結果欄が計算し直される
   • 「変換する」ボタンと Enter キーは今までどおり効く
   • 起動した直後は結果欄が空のままで、警告のダイアログが出ない

   ヒント①（どこを触るか）: 触るのは1か所です。_build_ui() で ttk.OptionMenu(...) を作っている47〜48行のすぐ下に、1行足します。
   ヒント②（使うもの）: self.unit_var は tk.StringVar なので、trace_add("write", ...) で値が変わったときの処理を登録できます。呼ぶ相手は既にある self.process です。
   つまずきやすい点: 登録を46行（self.unit_var を作った直後）に置くと、次の行の ttk.OptionMenu(...) が既定値「キログラム (kg)」を書き込みます。そのため起動した瞬間に process() が動き、入力欄が空のまま「数値を入力してください」の警告が出ます。もう1つの落とし穴は trace_add("write", self.process) と括弧なしで渡すことです。tkinter が引数を3つ渡すため TypeError: App16.process() takes 1 positional argument but 4 were given になります。lambda *a: self.process() の形で受け流してください。なお入力欄が空のまま単位を変えると、61行の判定に引っかかって同じ警告が出ます。

2. 課題2：マイナスの重さを弾く

   いまは -5 と入れても、そのまま計算して負の重さを並べてしまいます。0 未満はエラーにしましょう。

   期待結果：数値欄に -5 と入れて「変換する」を押すと「0以上の数値を入力してください」のエラーが出て、結果欄は前のまま変わらない。0 は今までどおり変換できる

   合格条件

   • -5 でエラーが出て、結果欄が書き換わらない
   • 0 は変換でき、結果欄に「【0 キログラム (kg) の換算結果】」が出る
   • 空欄のときは今までどおり「数値を入力してください」の警告が出る

   ヒント①（どこを触るか）: 触るのは1か所です。process() の except ValueError: の return（68行）の下、from_unit = self.unit_var.get()（70行）の手前に足します。
   ヒント②（使うもの）: messagebox は2行目の from tkinter import ttk, messagebox で読み込み済みです。67行の messagebox.showerror("エラー", ...) がそのまま手本になります。
   つまずきやすい点: if not value: と書くと 0 まで弾かれます。0.0 は偽として扱われるためです。判定を value = float(text)（65行）より前に置くと、text は文字列のままなので TypeError: '<' not supported between instances of 'str' and 'int' が出ます。

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。