プログラミング

Pythonの標準＆外部モジュールとは？基本から使い方まで徹底解説！

Pythonの標準＆外部モジュールとは？基本から使い方まで徹底解説！

Pythonには「標準モジュール」と「外部モジュール」があり、どちらもプログラムの開発を効率化するために重要な役割を持っています。本記事では、Pythonのモジュールの基本概念から、標準モジュールと外部モジュールの違い、インストール方法、活用事例まで詳しく解説します。

目次

Pythonのモジュールとは？

Pythonのモジュールは、プログラムを整理し、コードを再利用しやすくするための仕組みです。Pythonでは、あらかじめ用意されている「標準モジュール」と、追加でインストールして利用する「外部モジュール」があります。

モジュールを活用することで、プログラムの開発スピードが向上し、冗長なコードを書く必要がなくなります。初心者から上級者まで知っておくべき概念なので、しっかりと理解しておきましょう。

標準モジュール

標準モジュールとは、Pythonに最初から含まれているモジュールで、特別なインストール作業なしに利用できます。たとえば、数学計算や日付操作、ファイル処理などに役立つモジュールがあります。

代表的な標準モジュールの使い方

mathモジュール（数学計算）

import math
print(math.sqrt(25))  # 5.0

datetimeモジュール（日付操作）

import datetime
print(datetime.datetime.now())  # 現在の日付と時刻を表示

osモジュール（ファイル・ディレクトリ操作）

import os
print(os.getcwd())  # 現在の作業ディレクトリを表示

これらの標準モジュールを活用することで、複雑な処理を簡単に実装できます。

外部モジュール

外部モジュールとは、Python本体には含まれていないが、追加でインストールして利用できるモジュールです。データ分析、機械学習、Web開発など、さまざまな用途に対応したモジュールが提供されています。

インストール方法

外部モジュールは、Pythonのパッケージ管理ツール「pip」を使ってインストールできます。

pip install モジュール名

例えば、人気のある外部モジュールであるrequestsをインストールする場合は以下のようにします。

pip install requests

代表的な外部モジュールの使い方

requests（HTTPリクエスト）

import requests
response = requests.get("https://example.com")
print(response.text)

numpy（数値計算）

import numpy as np
a = np.array([1, 2, 3])
print(a * 2)  # [2 4 6]

pandas（データ分析）

import pandas as pd
df = pd.DataFrame({"A": [1, 2, 3], "B": [4, 5, 6]})
print(df)

モジュールの自作方法

Pythonでは、自分で作成したPythonファイルをモジュールとして利用できます。

モジュールの作成手順

1. モジュールの作成

まず、my_module.pyというファイルを作成し、関数を定義します。

# my_module.py
def greet(name):
    return f"Hello, {name}!"

2. モジュールのインポート

作成したモジュールを別のPythonスクリプトから利用するには、以下のようにインポートします。

import my_module
print(my_module.greet("Alice"))  # Hello, Alice!

パッケージの作成

複数のモジュールをまとめたフォルダを「パッケージ」と呼びます。パッケージを作成するには、フォルダの中に__init__.pyを配置します。

my_package/
  ├── __init__.py
  ├── module1.py
  ├── module2.py

これにより、import my_package.module1のようにパッケージとして利用できます。

まとめ

本記事では、Pythonの標準＆外部モジュールについて、基本概念から使い方、インストール方法、自作の方法まで詳しく解説しました。

重要ポイントのまとめ

  • Pythonのモジュールには「標準モジュール」と「外部モジュール」がある。
  • 標準モジュールは追加インストールなしで利用可能。
  • 外部モジュールはpip installを使ってインストールできる。
  • importを使ってモジュールをプログラムに組み込む。
  • 自作モジュールを作成してコードを整理・再利用できる。

Pythonのモジュールを活用することで、プログラムの効率化が可能になります。ぜひ、さまざまなモジュールを活用してPythonの開発を加速させましょう！