【Python基礎】0からわかる import とモジュール徹底解説

初歩から学ぶ import とモジュール：Python の重要概念

「import」って一体何？ Python の import 文を解説

プログラミングの初めに行う命令といえば、import です。

これは、既存のモジュール（便利な道具たちのこと）を Python 内で使用する際に必要なものです。言い換えるならば、

import = モジュールを使うための「呼び出し魔法」

※モジュール = プログラミングを行う際の便利な道具たち

です。

「import ~~~ ( = モジュールの名前) 」と唱えると、呼び出されたモジュールは、これ以降に使用することが可能になります！

例

import numpy

→ ベクトルや行列などの計算に関する処理を簡単に使用可能になる。

import datetime

→ 日付と時間に関する処理を簡単に使用可能になる。

逆に、import を行っていない場合は numpy や datetime などのモジュールを使用することはできないため、気をつけましょう！

※ 有名なモジュールである 「numpy」 の性能やできることなどについては、これらの記事がおすすめです！

2021年12月24日

【わかりやすく解説】NumPy の特徴や基礎的な関数を解説！機械学習との関係も紹介！

では次に、専門用語であるモジュールと、併せて押さえておきたい「ライブラリ」「パッケージ」についてご紹介します。

「モジュール」って何？ Python のモジュールの役割と活用法

モジュールとは、先ほど紹介した通りプログラミングを行う際の便利な道具です。

プログラミングはあなただけでなく、世界中で様々な個人や企業が開発・利用を日々しています。そしてこれからのあなたや世界中の様々な人が「もっとこの処理を簡単にできたらな」と感じています。

そこで、すごくプログラミングの得意な人や企業、そして Python そのものなどが、誰にでも利用できるようにかつ操作しやすいように便利な道具を開発し、公開しています。それこそがモジュールです。

「便利な道具」のことだと押さえておいてください。

「パッケージ」って何？ モジュールのグループ化について

パッケージは道具箱のようなものです。具体的には、Python の「道具」であるモジュールがいくつも集まって一緒になったものを指します。これを少し分かりやすく言い換えると、「いろんな道具が詰まった大きな箱」というイメージになります。

例えば、絵を描くときに色んなブラシや色鉛筆が一つの箱に入っていると便利ですよね。それぞれのブラシや色鉛筆（これがモジュール）が一つ一つの特徴や役割を持っていて、それぞれが一緒になることで色んな絵を描くことができます。それと同じように、パッケージは色んなモジュールが一緒になったものです。

パッケージを使うことで、色んな「道具」を一度に取り出すことができます。それによって、プログラムを書く際の手間を減らすことができ、コードがすっきりと整理されます。

この「道具箱」を上手に使いこなすことで、Python でのプログラミングがもっと楽しく、そして効率的になるでしょう。

「ライブラリ」って何？ Python のパワフルな武器を理解する

ライブラリとは、モジュールやパッケージが複数集まったもののことを指すものと説明されることが多いです。しかし、実は厳密にライブラリの定義は決まってなく、見解が少し異なることもあります。

モジュールやパッケージを複数個まとめて呼びたい時の名称であると認識ください。

Python の組み込みツール：標準ライブラリとその使い方

Pythonが元から用意しているライブラリを標準ライブラリと呼びます。

これらのライブラリは、Python に標準装備されている純正パーツのようなものです。

環境に影響されずに基本的に使用可能です。

Python の世界を広げる：外部ライブラリとその導入方法

個人や企業などが開発したライブラリを外部ライブラリと呼びます。

その際は

pip install モジュール名

をimport の前に実行することで、その環境に追加することができます。

pip install pytorch-lightning==1.6.1

複数の「便利な道具を入れた袋がまとめて入っているタンス」のことだと押さえておいてください

より簡潔に！import したモジュール名を効率的に書き直すテクニック

例えば先ほど pip install pytorch-lightning  。このまま使用していくと

import pytorch_lightning
pytorch_lightning.seed_everything(0)
trainer = pytorch_lightning.Trainer( 一部省略 )

という風に、長いコードを書くことになります。

この pytorch_lightning の文字数、できるなら減らしたいですよね？

篠原

できます！

import モジュール名 as 別名

とすることで、別名に変えることができます。

import pytorch_lightning as pl
pl.seed_everything(0)
trainer = pl.Trainer( 一部省略 )

この2つはどちらも同じ結果が得られます。

あなたがもし写すことを頼まれた時、どちらの方が楽ですか？

さらに考えてみてください、Pytorch を用いてニューラルネットワークの処理を行う際のモジュールである torch.nn.functional を別のあだ名（例えば F ）に置き換えてみると・・・

どちらがコードを打つ上でより楽に書くことができるのか、想像つきますよね！

※ import torch.nn.functional as F

このように、あだ名をつけ置き換えることで、コードをより楽に書くことができます！

必要なものだけ取り出す：一部の変数や関数のみを import する方法

from モジュール名 import 変数名・関数名

モジュールの中でも一部の機能のみを使用したい場合、from を先頭につける書き方を使うことがあります。

仮にモジュール名と同じような名前を変数名にしたい場合、import モジュール名 のみの宣言だと、モジュール名として扱われてしまいます。

しかし、from モジュール名 import 変数名・関数名 と宣言すると、一部のみのモジュールを扱うので、宣言していない他のモジュール名は変数としても自由に使用することができます！

from pandas_datareader.yahoo.daily import YahooDailyReader

また、一個のみではなく複数個のみを取り出せる方法もあります。

from torchvision import transforms, datasets

最後に

今回は import とモジュールをまとめました。

モジュールなどの用語は、プログラミングを学ぶ人にとって当たり前の用語として、様々な参考書や講義で出会います。ここで1つ理解を深めるだけでも、きっと今後の学習に役立ちますので、ぜひこの調子で学び続けてみてください！

私たちキカガクブログでは、初学者の方向けの入門シリーズをはじめ様々な記事を通じて皆様の学習に役立つ内容を提供していきます。これからも記事の更新にご期待ください！

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