モジュール

Python
2023.04.21

モジュールとは

Pythonでは、複数の関数や定数、クラスなどをまとめたファイルを モジュール と呼びます。モジュールを利用することで、関連する機能を一つの場所にまとめて管理し、プログラムの保守性や可読性を向上させることができます。

モジュールの作成方法

モジュールを作成するには、拡張子が .py のファイルを作成し、その中に関数や定数、クラスなどを定義するだけです。例えば、以下のような sample_module.py ファイルを作成することができます。

# sample_module.py

def greet(name):
    print(f"Hello, {name}!")

def square(x):
    return x ** 2

PI = 3.14159

上記の例では、greet関数とsquare関数、PIという定数が定義されています。

モジュールの利用方法

モジュールを利用するには、import文を使用します。例えば、sample_module.pyファイルで定義されたgreet関数を利用する場合は、以下のように記述します。

import sample_module

sample_module.greet("Alice")

上記の例では、sample_moduleをインポートして、greet関数を呼び出しています。また、square関数やPI定数を利用する場合も同様に、sample_module.square()やsample_module.PIというように、sample_moduleの名前を接頭辞としてつけることで利用できます。

モジュールを利用する際に、インポートする内容を指定することもできます。例えば、sample_module.pyファイルで定義されたgreet関数のみを利用する場合は、以下のように記述します。

from sample_module import greet

greet("Bob")

上記の例では、sample_moduleからgreet関数だけをインポートし、そのまま利用しています。また、以下のようにエイリアスを付けることもできます。

import sample_module as sm

sm.greet("Charlie")

上記の例では、sample_moduleをsmという名前でインポートし、sm.greetのように利用しています。

標準ライブラリのモジュール

Pythonには、様々な標準ライブラリが含まれています。以下は、一般的によく使われる標準ライブラリの例です。

  • os: ファイルシステムの操作
  • sys: Pythonインタープリタとそのパラメータへのアクセス
  • datetime: 日付と時間の操作
  • math: 数学関数
  • random: 乱数の生成
  • re: 正規表現の処理
  • json: JSON形式のデータの読み書き
  • argparse: コマンドライン引数のパース
  • logging: ログの出力
  • subprocess: 外部プログラムの実行
  • threading: スレッドの生成と管理
  • socket: ソケット通信

これらのライブラリは、Pythonプログラムでよく使用されます。モジュールをインポートすることで、それぞれの機能を利用できます。

外部モジュール

Pythonには、標準で多くの便利な機能が含まれていますが、それだけではすべてのニーズを満たすことはできません。そのため、外部のモジュールをインストールすることが必要になる場合があります。本記事では、Pythonの外部モジュールのインストール方法について説明します。

pip

Pythonの外部モジュールをインストールするには、一般的に pip というパッケージ管理ツールを使います。pipはPythonに標準で付属しているツールであり、コマンドラインから簡単に外部モジュールをインストールできます。

外部モジュールのインストール方法

外部モジュールをインストールするには、以下のコマンドをコマンドラインに入力します。

pip install モジュール名

例えば、requests という名前のモジュールをインストールする場合は、以下のように入力します。

pip install requests

これで requests モジュールがインストールされます。

また、特定のバージョンのモジュールをインストールする場合は、以下のように入力します。

pip install モジュール名==バージョン

例えば、numpy モジュールのバージョン1.19.3をインストールする場合は、以下のように入力します。

pip install numpy==1.19.3

requirements.txt

複数の外部モジュールをインストールする場合や、特定のバージョンを一括でインストールする場合は、requirements.txt というファイルを作成することができます。このファイルに必要なモジュール名とバージョンを記述し、以下のコマンドを入力することで一括でインストールできます。

pip install -r requirements.txt

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