Pythonのモジュールとは？importとpipの使い方を解説

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Pythonのモジュールとは？importとpipの使い方を解説

💡 この記事でわかること

  • モジュール・ライブラリとは何か
  • import と from ... import ... の違い、as での別名の付け方
  • math・random・datetime など標準ライブラリの使い方
  • pip で外部ライブラリをインストールする方法
  • 自分で作った .py ファイルをモジュールとして読み込む方法

1. モジュールとは?

モジュールとは、
👉 関数や便利な機能をまとめた Python ファイルのことです。

💡 よく使う処理を毎回自分で書く代わりに、既に用意されたモジュールを読み込んで使うことで、少ないコードで多くのことができます。モジュールは大きく3種類あります。

  • 標準ライブラリ:Pythonに最初から付属(math、random、datetime など)。インストール不要
  • 外部ライブラリ:第三者が公開しているもの(requests、pandas など)。pipでインストールして使う
  • 自作モジュール:自分で書いた .py ファイル

💡 複数のモジュールをまとめたものを「パッケージ」、パッケージやモジュールをまとめて配布する単位を「ライブラリ」と呼びます。この記事では、細かい区別は気にせず「読み込んで使う部品」くらいの理解で進めます。

2. import の基本

モジュールを使うには、ファイルの先頭でimport モジュール名と書きます。読み込んだあとはモジュール名.機能の形で呼び出します。

import math

print(math.sqrt(16))   # 4.0(平方根)
print(math.pi)         # 3.141592653589793

👉 importは、ファイルの一番上にまとめて書くのが慣習です。math.sqrt()のように「どのモジュールの機能か」が分かる書き方になります。

3. from ... import ...(特定の機能だけ読み込む)

from モジュール名 import 機能名と書くと、その機能だけを読み込み、モジュール名を付けずに直接使えます。

from math import sqrt, pi

print(sqrt(25))   # 5.0(math. を付けなくてよい)
print(pi)         # 3.141592653589793

💡 手軽ですが、どのモジュール由来の機能か分かりにくくなることもあります。名前がかぶって上書きされる事故も起きやすいため、迷ったらimport mathの形を基本にすると安全です。

読み込んだ機能は、これまで学んだ関数と同じように呼び出せます。

👉 Pythonの関数(def・引数・戻り値)についての記事はこちら

4. as で別名をつける

名前が長いモジュールは、import モジュール名 as 別名で短い名前にできます。

import datetime as dt

now = dt.datetime.now()
print(now)   # 現在の日時が表示される

👉 ライブラリごとに「よく使われる別名」が決まっていることがあります(例:import numpy as np、import pandas as pd)。慣習に合わせておくと、他の人のコードも読みやすくなります。

5. よく使う標準ライブラリ

インストール不要ですぐ使える、代表的な標準ライブラリをいくつか紹介します。

import random

print(random.randint(1, 6))            # 1〜6のランダムな整数(サイコロ)
print(random.choice(["グー", "チョキ", "パー"]))   # リストから1つ選ぶ
  • math:数学関数(sqrt、floor、pi など)
  • random:乱数(randint、choice、shuffle など)
  • datetime:日付と時刻の計算
  • os / pathlib:ファイルやフォルダのパス操作

👉 ファイルの読み書き(open・with)についての記事はこちら

6. pip で外部ライブラリをインストールする

標準ライブラリにない機能は、pipというツールで外部ライブラリを追加します。ターミナルで次のように実行します。

# 例:HTTP通信ライブラリ requests を入れる
pip install requests

# 入っているライブラリの一覧
pip list

インストールしたライブラリは、標準ライブラリと同じようにimportで読み込めます。

import requests

res = requests.get("https://example.com")
print(res.status_code)   # 200

💡 pipコマンドが見つからないときはpython3 -m pip install requestsのように書くと動くことが多いです。プロジェクトごとに環境を分けたい場合は「仮想環境(venv)」を使いますが、まずはそのままでも問題ありません。

👉 Pythonのインストールと基本文法についての記事はこちら

7. 自作モジュールを読み込む

自分で書いた.pyファイルも、同じフォルダにあればimportできます。ファイル名(拡張子.pyを除いた部分)がモジュール名になります。

# greetings.py
def hello(name):
    return f"こんにちは、{name}さん"
# main.py(greetings.py と同じフォルダに置く)
import greetings

print(greetings.hello("太郎"))   # こんにちは、太郎さん

💡 処理を機能ごとに複数のファイルに分けておくと、大きなプログラムでも見通しよく管理できます。

8. if __name__ == "__main__": とは

他のファイルからよく見かける、次の1行について説明します。

# greetings.py
def hello(name):
    return f"こんにちは、{name}さん"

if __name__ == "__main__":
    # このファイルを直接実行したときだけ動く
    print(hello("テスト"))

👉 importされたときは__name__にモジュール名が入り、直接実行されたときだけ"__main__"になります。この仕組みを使うと、「importして関数だけ使う」場合には動作テスト用のコードを実行しない、という書き分けができます。

9. import の書き方 早見表

書き方意味呼び出し方
import mathモジュール全体を読み込むmath.sqrt(16)
from math import sqrt中の sqrt だけ読み込むsqrt(16)
import datetime as dt別名で読み込むdt.datetime.now()
pip install requests外部ライブラリを追加(ターミナル)import requests

10. まとめ

  • モジュールは「機能をまとめたファイル」。importで読み込んで使う
  • import X → X.機能()、from X import y → y()
  • 名前が長いものはimport X as Zで別名にできる
  • 標準ライブラリ(math・random・datetime)はインストール不要
  • 外部ライブラリはターミナルでpip install Xしてから import

👉 まずはimport randomやimport datetimeで標準ライブラリを触ってみましょう。「やりたいことは、たいてい誰かがライブラリにしてくれている」と考えて調べる習慣がつくと、できることが一気に広がります。

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