今回はPythonのライブラリについて解説します。
ライブラリを使うことで、高度な処理を行う場合に便利な機能を使うことが可能です。
ソースコードの冒頭に「import ×××」と書かれているのを見たことがあるでしょうか？
本記事を読むことで、こちらの意味についても知ることが可能です。
将来機械学習をPythonで行う場合にも、ライブラリに関する理解が必ず必要です。
ぜひこの機会にライブラリの意味と使い方について知っておきましょう。
ライブラリとは？
ライブラリとは、複数のプログラムを一つにまとめ、再利用可能にしたものです。
ライブラリは、他のプログラムから呼び出すことができるのが特徴です。
他のプログラムから呼び出す場合、ソースコードの冒頭に次のように記述します。
import {モジュール名}
モジュールとは、関数の処理内容が書かれたソースコードのことです。
ソースコードは、予めパソコンにインストールする必要があります。
また、インストールしなくても使えるライブラリもいくつかあり、「標準ライブラリ」と呼ばれています。
標準ライブラリなら、ファイルを新しくインストールする必要はなく、import文を書くだけで使えるのです。
また、importすら必要ない関数もいくつかあり、それらは「組み込み関数」と呼ばれています。
たとえばprintなどの関数は組み込み関数ですね。
組み込み関数って何？という方は【入門編10】Pythonの代表的な組み込み関数を使ってみようをお読み頂けると良いでしょう。
まとめると、複数のプログラムをまとめたものが「ライブラリ」、その中でインストール不要なのが「標準ライブラリ」、importすら不要なのが「組み込み関数」です。
Pythonの標準ライブラリの一覧
Pythonでよく使う標準ライブラリ一覧をまとめました。
- math
- random
- re
- time
- datetime
- os
- sys
1つ1つの使用例を詳しく解説していきましょう。
math
mathは数値を整形する場合に使えるライブラリです。
機械学習にも使える数学ライブラリを提供してくれます。
○コード例
import math
math.trunc(4.53)○実行結果
mathライブラリの中でもtrunc関数は、小数点以下を切り捨てた値を返却します。
他にもmathライブラリには、小数点以下を切り上げる「ceil」があります。
なお、四捨五入したい場合は、組み込み関数の「round」を使うのが一般的です。
mathライブラリには他にも、三角関数や双曲線関数が用意されています。
random
randomには乱数を生成してくれるメソッドが含まれているライブラリです。
くじ引きを行うプログラムなど、ランダムの値が必要な場合に用います。
○コード例
import random
print(random.randint(0, 5))○実行結果
※実行結果は毎回変化します。
randintは第一引数から第二引数までの整数値を表示します。
今回は0から5までの整数値が返却されるようにしています。
re
reは正規表現を使いたい場合に用いるライブラリです。
○コード例
import re
result = re.search(r'banana', 'banana apple watermelon yuzu')
print(result.group())○実行結果
searchメソッドは、第二引数の文字列から第一引数の文字列がないか検索します。
groupメソッドは、文字列がマッチしている場合、マッチした文字列を表示します。
正規表現を使う場合は必ず必要なライブラリです。
time
timeはUNIX時間を取得したい場合に用いるライブラリです。
UNIX時間とは、協定世界時である「1970年1月1日」からの経過秒数のことです。
タイムゾーンによる影響を受けないため、プログラムではUNIX時間を基準として処理を行うことが多いです。
○コード例
import time
print(time.time())○実行結果
UNIX時間を取得するにはtimeメソッドを使えば良いだけです。
現在のUNIX時間が表示されます。
datetime
datetimeはUNIX時間ではなく、日本の現在日時を取得できるライブラリです。
○コード例
import datetime
print(datetime.datetime.now())○実行結果
datetime.nowにより、現在日時が取得できるようになります。
os
osは、自分が使っているosにアクセスする場合に使うライブラリです。
○コード例
import os
os.remove('test_file.txt')○実行結果
たとえばremoveメソッドを使うことで、指定したファイルを削除することができます。
sys
sysは、システムパラメータに関する処理を行うためのライブラリです。
○コード例
import sys
print(1)
print(2)
sys.exit()
print(3)○実行結果
exitメソッドを使うと、そこで処理がストップし、それ移行の処理が行われなくなります。
そのため「1」「2」しか表示されず「3」が表示されない結果となっています。
デバッグ時などに便利なメソッドです。
まとめ
本記事ではPythonの標準ライブラリについて解説しました。
各標準ライブラリの使い方が、お分かり頂けたかと思います。
標準ライブラリを使いこなせると、組み込み関数ではできない処理が可能になります。
ぜひ標準ライブラリを使えるようになってください。
以上で初級編の教材は全て終了となります、お疲れ様でした。
