【Python】第4章第1回：モジュールの基本とimport文の使い方
本記事では、Pythonのモジュールとimport文の基本について解説します。モジュールを効果的に利用することで、プログラムの再利用性と保守性を向上させるスキルを学びます。
0. 記事の概要
この記事を読むメリット
- モジュールの基本を理解：Pythonのモジュール構造とimport文の使い方を学べます。
- 標準ライブラリを活用：Pythonが提供する便利な機能を簡単に使えるようになります。
- コードの再利用性向上：自作モジュールを作成して効率的な開発が可能になります。
この記事で学べること
- Pythonのモジュールの基本構造
- import文の使い方と応用例
- 標準ライブラリの活用方法
1. モジュールとimport文の基本
1.1 モジュールとは？
モジュールとは、Pythonコードを整理するための仕組みで、ファイル単位でコードを分割します。たとえば、mathモジュールを使えば数学的な計算が簡単にできます。
# mathモジュールの使用例
import math
# 円の面積を計算
radius = 5
area = math.pi * (radius**2)
print(f"半径{radius}の円の面積: {area:.2f}")
動作解説
import mathでmathモジュールをインポートします。math.piを使って円周率を取得し、面積を計算します。- モジュールを使うことで、複雑な計算を簡潔に記述できます。
2. 標準ライブラリの活用例
2.1 osモジュールを使ったファイル操作
Pythonのosモジュールを使えば、ファイルやディレクトリの操作が簡単に行えます。
# osモジュールを使ったファイル操作
import os
# 現在のディレクトリを取得
current_dir = os.getcwd()
print(f"現在のディレクトリ: {current_dir}")
# 新しいディレクトリを作成
new_dir = "test_directory"
os.mkdir(new_dir)
print(f"{new_dir}を作成しました")
動作解説
os.getcwd()で現在の作業ディレクトリを取得します。os.mkdir()を使って新しいディレクトリを作成します。- 標準ライブラリを活用することで、手軽にファイル操作が可能です。
3. import文の応用
3.1 別名を付ける
import文では、モジュールに別名を付けることができます。
# モジュールに別名を付ける
import math as m
# mathモジュールを別名で使用
print(m.sqrt(16)) # 4.0
3.2 必要な部分のみインポート
モジュール全体ではなく、必要な関数やクラスだけをインポートすることも可能です。
# 必要な部分のみインポート
from math import sqrt, pi
# sqrtとpiを直接使用
print(sqrt(25)) # 5.0
print(pi) # 3.141592653589793
4. 練習問題
以下の課題に挑戦してみましょう。
randomモジュールを使って、ランダムな整数を10個生成し、リストとして出力するプログラムを作成してください。datetimeモジュールを使って、現在の日付と時間をフォーマットして出力するプログラムを作成してください。
5. 練習問題の解答と解説
問1の解答例
# randomモジュールでランダムな整数を生成
import random
random_numbers = [random.randint(1, 100) for _ in range(10)]
print(random_numbers)
問2の解答例
# datetimeモジュールで現在の日付と時間を取得
from datetime import datetime
now = datetime.now()
formatted_time = now.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")
print(f"現在の日付と時間: {formatted_time}")
6. まとめ
Pythonのモジュールとimport文を活用することで、プログラムを効率的に開発できます。練習問題を通じて、標準ライブラリやimport文の使い方をさらに深めてください。