[Python] ISBN番号の計算・書籍情報を取得する方法

ISBN番号の計算は、ISBN-10とISBN-13の2種類があります。

ISBN-10は9桁の数字にチェックディジットを加えた10桁の番号で、チェックディジットは以下の式で計算されます：

$$\text{チェックディジット}=(10–(\sum _{i=1}^{9}i\times \text{ISBNのi桁目})\mathrm{mod}11)\mathrm{mod}11$$

ISBN-13は12桁の数字にチェックディジットを加えた13桁の番号で、チェックディジットは次の式で計算されます：

$$\text{チェックディジット}=(10–(\sum _{i=1}^{12}(\text{ISBNのi桁目}\times (1\text{または}3)))\mathrm{mod}10)\mathrm{mod}10$$

書籍情報を取得するには、Pythonでisbnlibライブラリを使用し、ISBN番号を入力して書籍のタイトルや著者情報を取得できます。

ISBN番号とは

ISBN(International Standard Book Number)は、書籍を特定するための国際的な標準番号です。

ISBNは、書籍の版やフォーマットごとに異なる番号が付与され、出版物の管理や流通を効率化する役割を果たします。

ISBNは通常、10桁または13桁の数字で構成されており、特定の書籍を一意に識別するために使用されます。

特に、書店や図書館、オンライン書籍販売サイトなどでの書籍検索や在庫管理において重要な役割を担っています。

ISBNを利用することで、書籍の情報を迅速に取得し、正確な流通を実現することが可能です。

ISBN-10の計算方法

ISBN-10の基本構造

ISBN-10は、10桁の数字から構成されており、以下のような構造を持っています。

最初の9桁は書籍の情報を示し、最後の1桁はチェックディジットと呼ばれる検証用の数字です。

チェックディジットは、他の9桁の数字から計算され、正確性を確認するために使用されます。

ISBN-10の形式は次の通りです。

チェックディジットの計算方法

チェックディジットは、最初の9桁の数字を使って計算されます。

計算方法は以下の通りです。

1. 各桁の数字に、その桁の位置(1から9まで)を掛けます。
2. すべての結果を合計します。
3. 合計を11で割った余りを求めます。
4. 余りが10の場合は X を、そうでない場合はその余りの数字がチェックディジットとなります。

この計算式は次のように表されます。

$$\text{チェックディジット}=\{\begin{array}{ll}X& \text{if }S\mathrm{mod}11=10\\ S\mathrm{mod}11& \text{otherwise}\end{array}$$

ここで、$S$は各桁の数字にその位置を掛けた合計です。

PythonでISBN-10のチェックディジットを計算する方法

以下のPythonコードは、ISBN-10のチェックディジットを計算する方法を示しています。

def calculate_isbn10_check_digit(isbn):
    total = 0
    for i in range(9):
        total += int(isbn[i]) * (i + 1)
    check_digit = total % 11
    return 'X' if check_digit == 10 else str(check_digit)
# 使用例
isbn = "0201633612"  # 例として9桁のISBNを指定
check_digit = calculate_isbn10_check_digit(isbn[:-1])
print("チェックディジット:", check_digit)

チェックディジット: 2

このコードでは、最初の9桁のISBNを引数として受け取り、チェックディジットを計算して返します。

ISBN-10からISBN-13への変換方法

ISBN-10からISBN-13への変換は、以下の手順で行います。

1. ISBN-10の最初の9桁をそのまま使用します。
2. 先頭に 978 を追加します。
3. 新しい13桁の番号に対してチェックディジットを計算します。

具体的な手順は次の通りです。

1. ISBN-10の最初の9桁を取得します。
2. 978 を先頭に追加して、12桁のISBN-13を作成します。
3. ISBN-13のチェックディジットを計算し、最後の桁として追加します。

この変換により、ISBN-10をISBN-13に変換することができます。

ISBN-13の計算方法

ISBN-13の基本構造

ISBN-13は、13桁の数字から構成されており、書籍を特定するための国際的な標準番号です。

ISBN-13は、最初の3桁が 978 または 979 で始まり、次の9桁が書籍の識別番号、最後の1桁がチェックディジットです。

ISBN-13の形式は次の通りです。

チェックディジットの計算方法

ISBN-13のチェックディジットは、次の手順で計算されます。

1. 各桁の数字に、偶数桁には 1 を、奇数桁には 3 を掛けます。
2. すべての結果を合計します。
3. 合計を10で割った余りを求めます。
4. 余りが0の場合はチェックディジットは0、そうでない場合は10から余りを引いた値がチェックディジットとなります。

この計算式は次のように表されます。

$$\text{チェックディジット}=10–(S\mathrm{mod}10)$$

ここで、$S$は各桁の数字に重みを掛けた合計です。

PythonでISBN-13のチェックディジットを計算する方法

以下のPythonコードは、ISBN-13のチェックディジットを計算する方法を示しています。

def calculate_isbn13_check_digit(isbn):
    total = 0
    for i in range(12):
        weight = 1 if i % 2 == 0 else 3
        total += int(isbn[i]) * weight
    check_digit = (10 - (total % 10)) % 10
    return str(check_digit)
# 使用例
isbn = "978020163361"  # 例として12桁のISBNを指定
check_digit = calculate_isbn13_check_digit(isbn)
print("チェックディジット:", check_digit)

チェックディジット: 0

このコードでは、最初の12桁のISBNを引数として受け取り、チェックディジットを計算して返します。

ISBN-13からISBN-10への変換方法

ISBN-13からISBN-10への変換は、以下の手順で行います。

1. ISBN-13の最初の12桁を取得します(最初の3桁は 978 または 979 )。
2. 最初の9桁を取り出し、ISBN-10の形式に変換します。
3. その後、ISBN-10のチェックディジットを計算し、最後の桁として追加します。

具体的な手順は次の通りです。

1. ISBN-13の最初の12桁から 978 を除いた9桁を取得します。
2. その9桁に対してチェックディジットを計算します。
3. 9桁とチェックディジットを組み合わせて、ISBN-10を完成させます。

この変換により、ISBN-13をISBN-10に変換することができます。

Pythonで書籍情報を取得する方法

書籍情報取得に使えるAPI

書籍情報を取得するために利用できるAPIはいくつかあります。

以下は代表的なAPIです。

isbnlibライブラリのインストール方法

isbnlibは、ISBN番号を扱うための便利なPythonライブラリです。

書籍情報の取得やISBNの検証などが簡単に行えます。

以下のコマンドでインストールできます。

pip install isbnlib

isbnlibを使った書籍情報の取得

isbnlibを使用して書籍情報を取得する方法は非常に簡単です。

以下のコードは、ISBN番号を指定して書籍情報を取得する例です。

import isbnlib
# ISBN番号を指定
isbn = "9784798184869"
# 書籍情報を取得
book_info = isbnlib.meta(isbn)
# 書籍情報を表示
print(book_info)

{'ISBN-13': '9784798184869', 'Title': 'いきなりプログラミング Python', 'Authors': ['wat'], 'Publisher': '翔泳社', 'Year': '2024', 'Language': 'ja'}

このコードでは、指定したISBN番号に基づいて書籍情報を取得し、辞書形式で表示します。

書籍情報のフォーマットと表示方法

取得した書籍情報は辞書形式で返されます。

必要に応じて、特定の情報を抽出して表示することができます。

以下は、書籍のタイトルと著者を表示する例です。

import isbnlib
# ISBN番号を指定
isbn = "9784798184869"
# 書籍情報を取得
book_info = isbnlib.meta(isbn)
# 書籍情報からタイトルと著者を抽出
title = book_info.get('Title', '情報なし')
authors = ', '.join(book_info.get('Authors', ['情報なし']))
# 表示
print(f"タイトル: {title}")
print(f"著者: {authors}")

タイトル: いきなりプログラミング Python
著者: wat

書籍情報の保存方法(CSVやJSON形式)

取得した書籍情報をCSVやJSON形式で保存することも可能です。

以下は、書籍情報をJSON形式で保存する例です。

import json
# 書籍情報をJSON形式で保存
with open('book_info.json', 'w', encoding='utf-8') as json_file:
    json.dump(book_info, json_file, ensure_ascii=False, indent=4)

このコードでは、取得した書籍情報をbook_info.jsonというファイルに保存します。

CSV形式で保存する場合は、csvモジュールを使用して同様の手順で行うことができます。

応用例：ISBN番号を使った書籍管理システムの作成

書籍管理システムの概要

書籍管理システムは、書籍の情報を効率的に管理するためのアプリケーションです。

このシステムでは、ISBN番号を利用して書籍を一意に識別し、書籍情報の登録、検索、更新、削除を行うことができます。

ユーザーは、書籍のタイトル、著者、出版社、出版年などの情報を簡単に管理できるようになります。

システムは、Pythonを使用して実装され、SQLiteデータベースを利用して書籍情報を保存します。

ISBN番号を使った書籍データベースの作成

まず、SQLiteを使用して書籍情報を保存するためのデータベースを作成します。

以下のコードは、書籍情報を格納するためのテーブルを作成する例です。

import sqlite3
# データベースに接続(存在しない場合は新規作成)
conn = sqlite3.connect('books.db')
cursor = conn.cursor()
# 書籍情報を格納するテーブルの作成
cursor.execute('''
CREATE TABLE IF NOT EXISTS books (
    id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
    isbn TEXT UNIQUE,
    title TEXT,
    authors TEXT,
    publisher TEXT,
    year TEXT
)
''')
# 変更を保存して接続を閉じる
conn.commit()
conn.close()

このコードでは、booksというテーブルを作成し、ISBN、タイトル、著者、出版社、出版年の情報を格納できるようにします。

書籍情報の自動取得とデータベースへの登録

次に、ISBN番号を使って書籍情報を自動的に取得し、データベースに登録する機能を実装します。

以下のコードは、ISBN番号を指定して書籍情報を取得し、データベースに保存する例です。

import isbnlib
def add_book_to_db(isbn):
    # 書籍情報を取得
    book_info = isbnlib.meta(isbn)
    
    # データベースに接続
    conn = sqlite3.connect('books.db')
    cursor = conn.cursor()
    
    # 書籍情報をデータベースに登録
    cursor.execute('''
    INSERT INTO books (isbn, title, authors, publisher, year) VALUES (?, ?, ?, ?, ?)
    ''', (isbn, book_info.get('Title'), ', '.join(book_info.get('Authors', [])), book_info.get('Publisher'), book_info.get('Year')))
    
    # 変更を保存して接続を閉じる
    conn.commit()
    conn.close()
# 使用例
add_book_to_db("9780201633610")

このコードでは、指定したISBN番号に基づいて書籍情報を取得し、データベースに登録します。

書籍情報の検索機能の実装

書籍情報を検索する機能を実装するために、ISBN番号やタイトルを使って書籍を検索する関数を作成します。

以下のコードは、ISBN番号で書籍情報を検索する例です。

def search_book_by_isbn(isbn):
    # データベースに接続
    conn = sqlite3.connect('books.db')
    cursor = conn.cursor()
    
    # ISBN番号で書籍情報を検索
    cursor.execute('SELECT * FROM books WHERE isbn = ?', (isbn,))
    book = cursor.fetchone()
    
    # 接続を閉じる
    conn.close()
    
    return book
# 使用例
book_info = search_book_by_isbn("9780201633610")
print(book_info)

(1, '9780201633610', 'Introduction to Algorithms', 'Thomas H. Cormen, Charles E. Leiserson, Ronald L. Rivest, Clifford Stein', 'The MIT Press', '2009')

このコードでは、指定したISBN番号に基づいて書籍情報を検索し、結果を表示します。

書籍情報の更新・削除機能の実装

最後に、書籍情報を更新および削除する機能を実装します。

以下のコードは、書籍情報を更新する例です。

def update_book(isbn, title=None, authors=None, publisher=None, year=None):
    # データベースに接続
    conn = sqlite3.connect('books.db')
    cursor = conn.cursor()
    
    # 更新する書籍情報を構築
    updates = []
    if title:
        updates.append(f"title = '{title}'")
    if authors:
        updates.append(f"authors = '{authors}'")
    if publisher:
        updates.append(f"publisher = '{publisher}'")
    if year:
        updates.append(f"year = '{year}'")
    
    # 書籍情報を更新
    if updates:
        cursor.execute(f"UPDATE books SET {', '.join(updates)} WHERE isbn = ?", (isbn,))
    
    # 変更を保存して接続を閉じる
    conn.commit()
    conn.close()
# 使用例
update_book("9780201633610", title="Introduction to Algorithms (3rd Edition)")

書籍情報を削除するための関数は以下のように実装できます。

def delete_book(isbn):
    # データベースに接続
    conn = sqlite3.connect('books.db')
    cursor = conn.cursor()
    
    # 書籍情報を削除
    cursor.execute('DELETE FROM books WHERE isbn = ?', (isbn,))
    
    # 変更を保存して接続を閉じる
    conn.commit()
    conn.close()
# 使用例
delete_book("9780201633610")

このコードでは、指定したISBN番号の書籍情報をデータベースから削除します。

これにより、書籍管理システムが完成します。

ユーザーは、書籍情報の登録、検索、更新、削除を簡単に行うことができるようになります。

応用例：バーコードスキャナーを使ったISBN番号の取得

バーコードスキャナーの概要

バーコードスキャナーは、バーコードを読み取るためのデバイスで、書籍や商品に印刷されたバーコードをスキャンすることで、関連する情報を迅速に取得することができます。

特に書籍管理システムにおいては、ISBN番号を簡単に取得するために利用されます。

バーコードスキャナーは、USB接続やBluetooth接続のものがあり、スキャンしたデータをコンピュータに直接入力することができます。

これにより、手動でISBN番号を入力する手間を省くことができ、効率的な書籍管理が可能になります。

Pythonでバーコードスキャナーを使う方法

バーコードスキャナーは、通常のキーボードのように動作します。

スキャンしたバーコードのデータは、カーソルがある入力フィールドに自動的に入力されます。

Pythonでバーコードスキャナーを使用する場合、特別なライブラリは必要ありませんが、スキャンしたデータを受け取るための簡単なプログラムを作成することができます。

以下は、バーコードスキャナーからの入力を受け取る例です。

# ISBN番号を入力するための簡単なプログラム
isbn = input("バーコードスキャナーでISBN番号をスキャンしてください: ")
print(f"スキャンしたISBN番号: {isbn}")

このコードを実行し、バーコードスキャナーでISBN番号をスキャンすると、その番号が表示されます。

ISBN番号の自動取得と書籍情報の表示

バーコードスキャナーを使用して取得したISBN番号を使って、書籍情報を自動的に取得し、表示することができます。

以下のコードは、スキャンしたISBN番号を使って書籍情報を取得し、表示する例です。

import isbnlib
# ISBN番号をスキャン
isbn = input("バーコードスキャナーでISBN番号をスキャンしてください: ")
# 書籍情報を取得
book_info = isbnlib.meta(isbn)
# 書籍情報を表示
if book_info:
    title = book_info.get('Title', '情報なし')
    authors = ', '.join(book_info.get('Authors', ['情報なし']))
    print(f"タイトル: {title}")
    print(f"著者: {authors}")
else:
    print("書籍情報が見つかりませんでした。")

このコードでは、スキャンしたISBN番号を使って書籍情報を取得し、タイトルと著者を表示します。

書籍情報が見つからない場合は、その旨を表示します。

書籍管理システムとの連携

バーコードスキャナーを使ったISBN番号の取得は、書籍管理システムと連携させることで、さらに効率的な書籍管理が可能になります。

以下の手順で、バーコードスキャナーから取得したISBN番号を使って書籍管理システムに登録することができます。

1. バーコードスキャナーでISBN番号をスキャンします。
2. スキャンしたISBN番号を使って書籍情報を取得します。
3. 取得した書籍情報をデータベースに登録します。

以下は、バーコードスキャナーから取得したISBN番号を使って書籍管理システムに登録する例です。

def add_book_from_scanner():
    # ISBN番号をスキャン
    isbn = input("バーコードスキャナーでISBN番号をスキャンしてください: ")
    
    # 書籍情報を取得
    book_info = isbnlib.meta(isbn)
    
    if book_info:
        # 書籍情報をデータベースに登録
        add_book_to_db(isbn)  # 先ほどのadd_book_to_db関数を使用
        print("書籍情報がデータベースに登録されました。")
    else:
        print("書籍情報が見つかりませんでした。")
# 使用例
add_book_from_scanner()

このコードでは、バーコードスキャナーでスキャンしたISBN番号を使って書籍情報を取得し、データベースに登録する機能を実装しています。

これにより、書籍管理システムがより便利に活用できるようになります。

応用例：WebアプリケーションでのISBN番号の利用

WebアプリケーションでのISBN番号の活用方法

Webアプリケーションでは、ISBN番号を利用して書籍情報を検索・表示する機能を実装することができます。

ユーザーは、ISBN番号を入力することで、書籍の詳細情報を簡単に取得できるようになります。

これにより、書籍の管理や購入、貸出などのプロセスが効率化されます。

ISBN番号を活用することで、書籍情報の一元管理や、ユーザーに対する情報提供が可能になります。

特に、オンライン書店や図書館のシステムにおいて、ISBN番号は重要な役割を果たします。

Flaskを使った簡単な書籍情報検索アプリの作成

Flaskは、Pythonで簡単にWebアプリケーションを構築できるマイクロフレームワークです。

以下の手順で、Flaskを使った簡単な書籍情報検索アプリを作成します。

まず、Flaskをインストールします。

pip install Flask

次に、以下のコードを使って基本的なFlaskアプリケーションを作成します。

from flask import Flask, render_template, request
import isbnlib
app = Flask(__name__)
@app.route('/', methods=['GET', 'POST'])
def index():
    book_info = None
    if request.method == 'POST':
        isbn = request.form['isbn']
        book_info = isbnlib.meta(isbn)
    return render_template('index.html', book_info=book_info)
if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)

このコードでは、Flaskアプリケーションを作成し、ISBN番号を入力するフォームを表示します。

ユーザーがISBN番号を入力して送信すると、書籍情報を取得して表示します。

ISBN番号を使った書籍情報の表示

次に、取得した書籍情報を表示するためのHTMLテンプレートを作成します。

templatesフォルダを作成し、その中にindex.htmlというファイルを作成します。

以下は、index.htmlの内容です。

<!DOCTYPE html>
<html lang="ja">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>書籍情報検索</title>
</head>
<body>
    <h1>書籍情報検索</h1>
    <form method="post">
        <label for="isbn">ISBN番号:</label>
        <input type="text" id="isbn" name="isbn" required>
        <button type="submit">検索</button>
    </form>
    {% if book_info %}
        <h2>書籍情報</h2>
        <p><strong>タイトル:</strong> {{ book_info['Title'] }}</p>
        <p><strong>著者:</strong> {{ book_info['Authors'] | join(', ') }}</p>
        <p><strong>出版社:</strong> {{ book_info['Publisher'] }}</p>
        <p><strong>出版年:</strong> {{ book_info['Year'] }}</p>
    {% endif %}
</body>
</html>

このHTMLテンプレートでは、ISBN番号を入力するフォームと、取得した書籍情報を表示するセクションを作成しています。

書籍情報の検索結果をWebページに表示する方法

Flaskアプリケーションを実行すると、Webブラウザでhttp://127.0.0.1:5000/にアクセスすることで、書籍情報検索アプリが表示されます。

ユーザーはISBN番号を入力し、検索ボタンをクリックすることで、書籍情報を取得し、Webページに表示することができます。

このようにして、Flaskを使った簡単な書籍情報検索アプリを作成することができ、ISBN番号を利用して書籍情報を効率的に取得・表示することが可能になります。

これにより、ユーザーは手軽に書籍情報を検索し、必要な情報を得ることができます。

まとめ

この記事では、ISBN番号の計算方法や書籍情報の取得方法、さらにはバーコードスキャナーやWebアプリケーションを活用した書籍管理システムの構築について詳しく解説しました。

これにより、ISBN番号を効果的に利用するための具体的な手法や実装例を紹介し、実際のアプリケーションに応用するための基礎を築くことができました。

今後は、これらの知識を活かして、自分自身の書籍管理システムを作成したり、既存のシステムに新たな機能を追加することに挑戦してみてください。