【Python 初心者】Pythonとは？　何ができるの？

【Python 初心者】Pythonとは？　何ができるの？

Python（パイソン）はオープンソースのプログラミング言語で、シンプルで読みやすく学びやすい言語です。
オブジェクト指向や関数型プログラミングなど、さまざまなプログラミングパラダイム¹をサポートしていて、豊富なライブラリやフレームワーク²があり、ウェブ開発、データ分析、機械学習、ゲーム開発など、幅広い分野で利用されています。

現在（2024/09)人気の「Python」について、「Pythonとは」と質問すると、殆どの媒体で上記の様な説明が返ってきます。しかし私が使用前に感じていた個人的な印象は、

• インタプリタだから遅いでしょ。
• インデントで処理ブロックを判断する？　可能なの？
• 本当に、「ウェブ開発」「データ分析」等 広い分野をカバーできるの

といった懐疑的なものでした。

しかし、実際に私がPythonを使用した範囲内でみると、「学習コストの低さ」「コーディング量の少なさ」「バグが混入し難いプログラミン仕様」等、予想とは反していました。

Pythonの特徴

• シンプルで読みやすい構文
  シンプルで直感的な構文を持ち、初心者でも理解しやすい。
  
  
• インデントによるブロック構造
  インデントでコードブロックを示す為、コードが視覚的に読みやすくなる。
  
  
• 豊富な標準ライブラリ
  多くの標準ライブラリが含まれている事により、ネットワークプログラミング、ファイル操作、データベースアクセス、Webサービスなどに簡単に対応ででる。
  
  
• 変数の動的型付け
  実行時に自動で型を判断する為、明示的な型宣言が必要無いためコーディングが短くなる。
  
  
• オブジェクト指向プログラミング (OOP)
  クラス定義やオブジェクトの操作が非常に直感的で出来るため、柔軟でシンプルな実装が可能。
  
  
• インタプリタ言語
  コードを逐次実行するので、対話的なデバッグや開発が可能。それにより、システム開発がスピーディーに行える。
  
  

Pythonが他言語と比較して優位性が高い分野（例）

Pythonのディストリビューション

Python自体はプログラミング言語の仕様（文法や構文など）を定義したものです。ディストリビューションとは、その仕様に基づいてプログラムを実行するための「実装」や「開発環境」をパッケージ化し、使いやすくまとめたものです。

自分の用途に合ったものを使用しましょう。

CPython（Python）

PyPy

WinPython

Anaconda

Miniconda

統合開発環境（IDE）

統合開発環境（IDE）とは、プログラムの開発を効率的に行うために必要な機能を1つのソフトウェアに統合した開発ツールです。IDEは主に以下のような機能を提供します。

• テキストエディタ
  コードを記述するためのエディタで、文法のハイライトやコードの自動補完機能があることが多いです。
  
  
• コンパイラ/インタプリタ
  ソースコードを機械が実行可能な形に変換するツールで、コンパイルや実行をIDE内で簡単に行うことができます。
  
  
• デバッガ
  プログラムにエラーがある場合、どこでエラーが発生しているかをステップ実行しながら原因を探すためのツールです。
  
  
• ビルドツール
  ソフトウェアを実際に動作可能な形にするためのビルドプロセス。

以下に代表的な、統合開発環境を紹介します。

Visual Studio Code (VS Code) —– 無料

Microsoftが提供する軽量かつ強力なソースコードエディタです。デファクトスタンダードと言っても良い位 使用されています。

• 軽量で高速
  動作が軽く、起動やコード編集が迅速に行えます。
  
  
• 多言語対応
  Python、JavaScript、C++など、さまざまなプログラミング言語をサポートしています。
  
  
• 拡張機能が豊富
  マーケットプレイスで拡張機能を簡単に追加でき、デバッガ、テーマ、フォーマッタなどを簡単にカスタマイできます。
  
  
• ダウンロード
  https://code.visualstudio.com/download

PyCharm —– 無料版/有料版

JetBrainsが提供するPython専用の統合開発環境です。

• Pythonに特化
  Python開発向けに最適化されており、強力なコード補完、リファクタリング、エラー検出機能を提供します。
  
  
• 可読性の向上
  変数名や関数名をわかりやすく変更したり、コードの整理を行う事ができます。
  
  
• 重複の削減
  重複したコードを削除して、共通部分としてまとめる事ができます。
  
  
• 複雑さの軽減
  複雑なロジックを単純化して理解し易くできます。
  
  
• ダウンロード
  下記のURLから自分の環境にあったものをダウンロードします。
  https://www.jetbrains.com/ja-jp/pycharm/download/?section=windows
  
  
  PyCharm Community Edition —– 無料版
  無料版。オープンソースで、基本的なPython開発機能を提供しますが、Webフレームワークサポートや高度なツールが含まれていません。
  
  
  PyCharm Professional Edition —– 有料版
  DjangoやFlaskなどのWebフレームワークサポート、データベースツール、リモート開発、データサイエンス向け機能など、幅広い機能を提供します。教育機関やオープンソースプロジェクトに対しては、無償ライセンスが提供される場合もあります。

※Professional版の下にCommunity 版があります。

Jupyter Notebook

データ解析や機械学習に広く使われるインタラクティブ³な開発環境です。

• インタラクティブなコード実行
  セル単位でコードを実行し、その場で結果を確認できます。
  
  
• 多言語対応
  主にPythonを使用しますが、R、Juliaなど他の言語にも対応しています。
  
  
• データ可視化
  グラフや表を即座に表示でき、データ解析に便利です。
  
  
• インストール
  https://jupyter.org/install

Spyder

Pythonの科学計算やデータ分析向けに設計された統合開発環境（IDE）です。

• 科学計算に特化
  NumPy、SciPy、Pandas、Matplotlibなどの科学計算ライブラリと統合され、データ解析や数値計算が容易にできる。
  
  
• インタラクティブなコンソール
  Pythonコードを対話的に実行し、リアルタイムで結果を確認できる。
  
  
• 強力なエディタ
  コード補完、デバッグ、リファクタリング機能を備えている。
  
  
• データの視覚化
  内蔵のデータエクスプローラーやグラフツールでデータの可視化が可能。
  
  
• ダウンロード
  https://www.spyder-ide.org/
  

Eclipse + PyDev

Javaをはじめ、C/C++、PHP、JavaScriptなど、多くのプログラミング言語に対応するEclipceに、PyDEVプラグインを追加する事でPythonの開発ができます。

• 高度なコード補完
  ンテリセンス機能でコードの補完やヒントを提供します。
  
  
• デバッグ機能
  ステップ実行、ブレークポイント、変数ウォッチなど、強力なデバッグ機能をサポートします。
  
  
• プロジェクト管理
  Eclipseのプロジェクト管理機能を活用し、Pythonプロジェクトの構成や管理が可能です。
  
  
• PyDevのダウンロード
  https://marketplace.eclipse.org/content/pydev-python-ide-eclipse
  

※注釈

1. プログラミングの考え方と記述方法の枠組みを規定するもの ↩︎
2. システム開発時間を短縮する為に、よく使われる機能をまとめた枠組み。 ↩︎
3. ユーザーの入力に対してシステムが即座に反応し、その結果を表示する形式です。 ↩︎

まとめ

以上、Pythonの用途や特徴、そして用途によるディストリビューションについて紹介してきました。
ディストリビューションは複数有り、自分の用途に合ったものを使用する事が最も大切です。
又、システムを作成する為の「統合開発環境（IDE）」についても紹介しました。

自分にあったディストリビューションと、「統合開発環境（IDE）」を使用する事が、プロジェクトの成功に大きく影響します。