<目次>
Pythonとは
プログラミング言語の種類とPythonの特徴
Pythonのダウンロード方法
Pythonの基本的な使い方
標準ライブラリを使ったプログラミングの方法
外部ライブラリの管理
PythonとSQL
Pythonを使ってwebページを配信する
Pythonを使って簡単なWebアプリを開発しよう
Pythonを使ったデータ解析の基本
まとめ

Pythonは汎用性が高く、他の言語と比べてもシェアを拡大しつつある言語です。また外部ライブラリも充実しており、これからプログラム言語をはじめたいと考えている人にとっておすすめの分野といえます。Schooでは、これまでプログラミングをしたことがないという人にもわかるようなPython超入門という授業を提供しています。とりあえず、プログラミングをしてみたいけど、何をどうすれば良いかわからないという方でも、順を追って先生が説明してくれるので、ぜひ一度ご覧ください。

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先生名:辻 真吾

授業の概要 この授業では、これからプログラミングを始めたいと考えている方々に向けて、Pythonの基本から、Pythonの機能や特徴、インストールの方法や設定の仕方まで詳しく説明します。プログラミングについての知識が全く無くても、PCの基本操作ができる方なら誰でも理解できる内容になっています。この機会に、是非プログラミングを始めましょう!

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Pythonとは

Pythonは非常に汎用性が高いうえに、あらゆるプログラム言語の中でも扱いが難しいものではありません。Webページを配信するための言語としてはもちろん、Webアプリやデータ解析にも利用可能です。また外部ライブラリが充実しているため、あらゆるニーズに合わせて利用可能といえるでしょう。まずはプログラミング言語としてのPythonの特徴や、基本的な利用方法などを確認してみましょう。

 

プログラミング言語の種類とPythonの特徴

代表的なプログラミング言語

Pythonといったプログラミング言語とは、コンピュータを自由に操作するための指示につかう言語といえるでしょう。プログラミング言語にはいくつか種類があり、代表的なものとしてはC++、Java、Ruby、SQLなどさまざまな言語があります。それぞれ目的特化型の言語もあれば、あらゆる用途に利用できる言語もあり、取得のための難易度も異なるものです。主観による影響は否定できませんが、Pythonはさまざまな言語の中でも、多目的かつ難易度が低い言語といえるでしょう。世界的にも広く利用されていてAIの機械学習といった分野でも用いられており、2020年現在、勢いがある言語のひとつといえます。またPythonの作者であるグイド・ヴァンロッサムは、プログラミング初心者用にPythonを設計しました。そのためPythonは習得の難易度が比較的低く、初心者にとっては優しく、プログラミングに慣れている人にとってはラクに使える言語といえます。

 

Pythonのダウンロード方法

Pythonは、「2.x系」と「3.x系」のふたつのバージョンがあります。MacOSXやLunux系OSには、2.x系のPythonが標準でインストールされていることが多いです。ただし2.x系は、2.7系を最後にメンテナンスがされなくなるため、3.x系をインストールすることがおすすめです。ちなみにPythonには標準ライブラリが付属していますが、多種多様な外部ライブラリも存在します。

Pythonとライブラリ

外部ライブラリにはいくつもの種類がありますが、ひとつひとつ手作業でインストールすることは手間になるため、米Continuum Analytics社の提供するAnacondaのインストールがおすすめです。AnacondaにはPython本体はもちろん、さまざまな種類の外部ライブラリもまとまっているため、1度のインストールで環境が整う場合があります。

 

Pythonの基本的な使い方

Pythonの基本的な実行方法は、以下の3つです。

  • ・OSのシェル(WindowsOSのコマンドプロンプト、MacOSのターミナルなど)から、Pythonのインタラクティブシェルを起動して、Pythonのコードを実行
  • ・テキストエディタを使ってコードを書き、保存後にOSのシェルから実行
  • ・Jupyter(IPython)notebookを利用してwebブラウザからコーディングを行う

それぞれの具体的な使い方を見ていきましょう。

OSシェルを利用した使い方

OSのシェルを利用したPythonの使い方

OSのシェルを利用したPythonの使い方として、まずはPythonのインタラクティブシェルを起動する必要があります。OSのシェルを起動し、Pythonと入力しエンターキーを押せば、Pythonのインタラクティブシェルが起動されるはずです。Pythonのインタラクティブシェルを閉じる場合、quit()と入力しエンターキーを押せば、OSのシェルに戻ります。

テキストエディタを利用した使い方

テキストエディタを利用したPythonの使い方

テキストエディタとは、WindowsOSではメモ帳、MacOSではテキストエディットなどが標準でインストールされています。テキストエディタのファイル名を「◯◯.py」にしておき、テキスト内にコードを記入し、ファイルを保存しましょう。OSのシェルを起動し、「Python ◯◯.py」と記入すると、テキストエディタ内で記入していたコードが実行されます。

Jupyter(IPython)notebookを利用した使い方

Jupyter(IPython)notebookを利用したPythonの使い方

Python本体と外部ライブラリをまとめたAnacondaをインストールしている場合、OSのシェルで「ipython notebook」と記入すれば、標準ブラウザが起動しIPythonが表示されます。ディレクトリのファイル一覧右上にある、「New」から「Python3」を選択すると、Pythonのコードが実行できるページが開きます。コードを入力した後、コントロールキーを押しながらエンターキーを押すと、コードが実行されます。メニューバーにある+ボタンを押せば、新しくコードが入力できる入力領域が表示されます。

 

標準ライブラリを使ったプログラミングの方法

Pythonは外部ライブラリが充実していますが、標準ライブラリも豊富に用意されています。すべてを覚えることは難しいので、Python公式サイトに標準ライブラリに関するドキュメントがあるので参考にしましょう。IPython notebookを利用して、標準ライブラリを使ったプログラミングの方法を解説します。

IPython notebookでの標準ライブラリでのプログラミング

Pythonの標準ライブラリにあるランダムモジュールを使う場合、「import random」と記入し実行しましょう。

dice_random

サイコロを作りたい場合は、「dice = [1,2,3,4,5,6]」と入力し、次の入力領域で「random.choice(dice)」と記入し実行すると、diceで指定した1〜6の数値がランダムに表示されます。他にも「random.randint(1,6)」と記入して実行すれば、1から6までの数値を記入しなくても、ランダムに数字を表示可能です。詳細についてはドキュメントを参考にしつつ、自分自身に必要なライブラリや関数を利用しましょう。

 

外部ライブラリの管理

外部ライブラリの管理

Pythonに外部ライブラリが充実していることは前述のとおりですが、非常に豊富であるために外部ライブラリの管理にはポイントがあります。Pythonには外部ライブラリを管理するためのコマンドがあり、標準ライブラリではpipを利用して管理が可能です。Anacondaをインストールしている場合は、condaコマンドというものがあります。pipでは「pip install -U パッケージ名」、Anacondaでは「conda update donda (改行) conda update anaconda」と入力して、最新のバージョンへアップデートすることが可能です。

 

PythonとSQL

PythonとSQL

汎用性が高く、さまざまな場面で利用できるPythonは、SQLとしての機能も持ち合わせています。SQLはExcelやスプレッドシートなどで利用されている、表(テーブル)のようなデータを操作することが可能な言語です。こういった表を扱うソフトウェア・システムは多種多様なものがあり、それらをRDBMS(Relational Data Base Management System)と総称します。RDBMSのひとつであるsqlite3は、Pythonの標準ライブラリに搭載されており、PythonをSQLとして活用することが可能です。

SQLとは?

SQLはStructured Query Languageの略称で、構造化問い合わせ言語と翻訳されている、データを扱うための言語です。プログラミング言語とは異なり、データベースに対して指示・操作を行うための言語と考えておけばよいでしょう。

 

Pythonを使ってwebページを配信する

Pythonを使ってwebページを配信する

Pythonはデータベースの操作だけではなく、WebサーバにあるHTML(webページ)を配信することも可能です。標準ライブラリに組み込まれているため、サーバがあればすぐにでもWebページの配信ができるでしょう。毎日のように利用しているWebは、PCやスマホからWebサーバに対してHTTPリクエストを送り、Webサーバにあるデータベースを返送してもらうことにより成立します。WebサーバにHTMLをただ置いておいても、リクエストを受けたり返送したりはできませんが、Pythonを利用してHTMLの配信を実行することが可能です。

 

Pythonを使って簡単なWebアプリを開発しよう

Pythonを使って簡単なWebアプリを開発

Webアプリとは、Webブラウザ上で行われるアプリケーションのことです。最近では専用アプリで行うことが多いですが、SNSでの投稿・メッセージや、口コミサイトでの飲食店の予約などはWebブラウザでもできるかと思います。このような単純に表示されるだけのページではなく、何かしらの機能をもったものをWebアプリと呼べるでしょう。専用アプリではこれらの処理を使用しているデバイスで行うものですが、Webアプリではリクエストを送りサーバー上で処理して表示するものです。さまざまな方式でWebアプリの開発は可能で、たとえばCGI(Common Gateway Interface)では、以下のような流れとなります。

  • Webアプリサーバに対してHTTPリクエスト送る
  • HTTPリクエストを受けてPythonのスクリプトが実行される
  • 実行された結果を返送しブラウザに表示する
 

Pythonを使ったデータ解析の基本

Pythonを使ったデータ解析の基本

一般的にPCでデータを扱うときは、Excelやスプレッドシートといった表計算ソフトを使用することが多いですが、Pythonならソフトを利用せずにデータの操作・解析が可能です。非常に多様性があるPythonですが、データ解析に適しているプログラミング言語といえるうえ、データ解析関連の外部ライブラリも充実しています。中でもpandasというライブラリは、Pythonにおけるデータ解析の中心的な役割を担っており、多機能でありExcelのような表・データを扱うことが可能です。

 

まとめ

Pythonは数あるプログラム言語の中でも、扱いやすさに対して汎用性が高い言語といえます。WebページやWebアプリの実行はもちろん、データ解析にも利用できることから、シェアを拡大しつつある言語ともいえるでしょう。また標準ライブラリでも十分にさまざまな機能を扱えますが、Pythonは非常に外部ライブラリが充実しています。Anacondaを利用してインストールすれば、よく利用されている外部ライブラリも同時にインストール可能です。習得するためのハードルが低く、汎用性が非常に高く、環境も整備しやすいため、これからプログラム言語をはじめたいという人におすすめといえます。

Python習得パッケージ
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