【Python】モジュールとは?ライブラリとの違いや具体的な使い方を紹介

202301008_Python プログラミング言語

すべてを1から自分で用意しようとすると大変です.
複雑な関数を組む必要があるときはモジュールが使えないかどうか調べてみましょう!

モジュールとは関数や定数がまとまったクラスのようなもので,インポートするだけで簡単に使えます.Webや機械学習など幅広く対応できるPythonにはたくさんモジュールが用意されています.

今回はモジュールの使い方について紹介します.

モジュールとは

モジュールとは関数や定数がまとめられたクラスファイルのことです.

機能ごとに分けられています.

  • mathモジュール:数学に関連した関数や定数が使える 例)三角関数, 円周率
  • datetimeモジュール:日付や時刻に関連した関数や定数が使える 例)今日の日付など

モジュールを使うときはimport文と一緒に使います.

import モジュール名

こうすることで簡単にモジュールに定義された関数が使えるので,複雑な関数を定義する必要がないため楽ですね!

ライブラリとどう違うの?

モジュールと似たような言葉で「ライブラリ」という単語があります.

ライブラリは複数のモジュールがまとまり,あとからインストールできるようにしたものを指します.

PythonであればPandasライブラリが有名ですね.

7-1. pandasライブラリ — Pythonプログラミング入門 documentation

このライブラリはデータ解析に役立つ関数や定数がまとまっています.

本来であればデータ解析をするなら複数のモジュールをインポートする必要があります.しかしPandasを使えばPandasライブラリをインポートすれば良いので,モジュールのインポートし忘れなど心配はありません.

ある作業をするのに定番のモジュールを集めたものがライブラリと覚えておきましょう!

モジュールを使ってみよう!

ここからは実際にモジュールを使ってみましょう.

mathモジュール

mathモジュールでは数学に関連した関数や定数が使えます.

math --- 数学関数
このモジュールは、 C 標準で定義された数学関数へのアクセスを提供します。 これらの関数で複素数を使うことはできません。複素数に対応する必要があるならば、 cmath モジュールにある同じ名前の関数を使ってください。ほとんどのユーザーは複素数を理解するのに必要なだけの数学を勉強したくないので、複素数に対応した関数と対応...

fabs(x)を使うとxの絶対値を返します.

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import math

print(math.fabs(-10))

sin, cosなどの三角関数の引数はラジアン(弧度法)であることに注意しましょう.
そのため0°~360°の値は0~2πに変換してから引数に入れます.

ラジアンを表すときはmathモジュールに用意されているのでradian関数を使います.

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import math

print(math.sin(math.radians(30))) # sin(30°)

datetimeモジュール

日付や時刻に関連した関数や定数を使えます.

datetime --- 基本的な日付型および時間型
ソースコード: Lib/datetime.py datetime モジュールは、日付や時刻を操作するためのクラスを提供しています。 日付や時刻に対する算術がサポートされている一方、実装では出力のフォーマットや操作のための効率的な属性の抽出に重点を置いています。 Aware オブジェクトと Naive オブジェクト: 日...

datetimeオブジェクトのtoday()を使おうとdatetime型で今日の日付を求められます.

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import datetime

print(datetime.datetime.today()) 

関数単位でインポートする

指定する関数だけインポートこともできます.

from モジュール名 import 関数名

sin(30°)を求めるため,sin()radians()だけをインポートしましょう.
複数の関数をインポートするときは,で繋げます.

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from math import sin, radians

print(sin(radians(30))) # sin(30°)
print(cos(radians(30))) # cos(30°)

sin()は求められましたが,インポートしていないcos()はエラーになりました.

インポートした関数だけ使えるようになったのが分かりますね!

まとめ

今回はモジュールの使い方について紹介しました.

モジュールを使うときはimport文と一緒に使いましょう!

  • 使う関数を指定しない場合:import モジュール名
  • 使う関数を指定する場合:from モジュール名 import 関数名

すでに使う関数が決まっていれば関数名を指定しても良いですが,ざっくりとモジュールをインポートして使うのであれば指定する必要はなさそうですね!