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Python Sample code

はじめに

このページでは Terminal を使う前提で、Python のサンプルコードを紹介します。JupyterNotebook を用いる方法については、GoogleColaboratory のページを参照してください。

Python環境の確認

Terminal

MacOS のターミナルを使います。移動＞ユーティリティーからターミナルを起動し、ついでにアイコンをドックに登録しておくのが賢明です。
注）そもそもTerminal って何？　という方はこちら　→　Terminal

Macを利用している方であれば、Python3系（旧OSの場合 Python 2.7）がインストール済みです。Mac の Terminal を起動後、$プロンプトに続けて以下のようにタイプして下さい。

$ python -V

以下のようにバージョンが表示された場合は、利用できる状態です。

Python 3.6.X

旧OSの場合、Python 2.7.X など、２系のバージョンが表示されます。 最新の Python3系 を使う場合は、Python公式 https://www.python.org/ からパッケージをDLしてインストールして下さい。

インストール後にバージョンを確認するには、以下のように python3 を使います。２系と３系は別なので、注意が必要です。

$ python3 -V
Python 3.7.X

Python の起動

Pythonが利用できる状態であることが確認できたら、Terminalの $プロンプトに続けて以下のように python とタイプして下さい。Python のコンソール環境が起動して利用できる状態になります。

$ python（またはpython3）

以下のような表示のあと、>>> プロンプトが出て入力待ちになります。

Python 3.6.5 (v3.6.5:f59c0932b4, Mar 28 2017, 03:03:55) 
[GCC 4.2.1 (Apple Inc. build 5666) (dot 3)] on darwin
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>

Python の終了

Python を終了して、通常のターミナルに戻すには、以下のように終了コマンドを入力します（[CTRL] + [D] でも終了します）。

>>> quit( )

インタラクティブ モード｜簡単な計算

計算式や、代入文を入力することで、以下のように動作します。

• 計算機として使う

  >>> 2+2
  >>> 4　← python が結果を表示します。

• プログラムの入力例

  >>> a = 2
  >>> b = 5
  >>> a+b
  >>> 7　← python が結果を表示します。

  
  
  
  

スクリプト モード｜プログラムを書いて実行する

プログラムをテキストファイルとして記述して走らせるものです。

• Pythonスクリプトの記述と保存には テキストエディタを使用します。プログラムのソースを書くだけですが、できれば Atom のような、多言語対応のものを使う方が効率がいいでしょう。
• Pythonスクリプトは、拡張子 .py を付けて保存します。
• プログラムの実行は、Terminal から python コマンドで行います。
  
  

以下、作業の流れを説明します。

作業フォルダをつくる

この種の作業では、 .py ファイルや、プログラムに関連するデータ等をまとめて保存するための作業用のフォルダ（例えば SamplePy01）を任意の場所（例えばデスクトップ）に作成します。

エディタでコードを書く

まずは、以下のソースをエディタにコピー＆ペーストして sample.py として保存して下さい。

sample.py

a = input( "a =" )
b = input( "b = " )
a = int( a )
b = int( b )
c= a*b
print( "a x b = ", c )

ターミナルを起動

Terminal を起動して、作業ディレクトリに移動します。

• 方法１（推奨）
  Macの場合は、以下のようにして Terminal を起動すると簡単です。
  • Terminal のショートカットアイコンを Dock か デスクトップに登録します。
  • Pythonの作業フォルダアイコンを Terminal アイコンに重ねるかたちで起動すると、その時点で作業フォルダがカレントディレクトリになっています。

• 方法２
  • 普通にTerminal を起動
  • cd コマンドで作業ディレクトリに移動

    $ cd /PATH/TO/SamplePy01

  • 以上で、作業フォルダがカレントディレクトリになります。

プログラムの実行

• Pythonスクリプト実行させる場合は、以下のように Terminal の$プロンプトから、当該 .py ファイルを指定して起動させます。

  $ python  sample.py
  $ python3  sample.py　←  Python3 の環境の場合はこちら

• 実行すると２回の入力が求められ、それらの積が結果として表示されます。
  実行結果

  a = 4　←　入力
  b = 5　←　入力
  a x b = 20　←　結果の表示

  
  

参考イメージ

以下、作業フォルダ（上）とTerminal（下）の参考イメージです。

ライブラリパッケージの導入

Python には、はじめから標準的なライブラリが付属していますが、例えば、グラフィックス、ゲーム、機械学習など、多くのサードパーティ製のパッケージがあって、それらを導入することで、作業効率は格段に上がります。
　このライブラリの活用には、pip（ Pip Installs Packages または Pip Installs Python ）というパッケージ管理ツールを使います。まずは、この pip について確認しましよう。ターミナルで以下のようにタイプしてみて下さい。

$ pip -V

以下のようにバージョンが表示されるはずです。

pip 8.0.1 from ・・・ファイルの場所・・

パッケージの管理

pip はパッケージの依存関係を管理してくれるので、Terminal から以下のようにタイプするだけで、簡単にインストール／アンインストールできます。

$ pip install パッケージ名
$ pip uninstall パッケージ名

注意）この話は、Mac標準のターミナルから Python を使っている前提です。Anaconda のターミナルの場合は conda コマンドでインストールするのが無難です（事例後述）。

事例　Pygame

• ゲーム開発用パッケージのインストール

  $ pip install pygame

• 同梱されたサンプルを試す
  以下のコードで簡単にゲームの動きを確認できます

  import pygame.examples.aliens
  pygame.examples.aliens.main()

  その他のサンプルの情報はこちらです

• Python で書かれたゲームをダウンロード（以下事例）。
  https://github.com/leerob/Space_Invaders
  画面右にある緑のボタン [ Clone or Download ] をクリックして zip を DL

• DL＞解凍したフォルダのアイコンを Terminalアイコンに重ねて Terminal を起動。プログラムのあるフォルダがカレントディレクトリになります。

• プロンプトから以下のようにタイプ

  $python spaceinvaders.py

  これで動くはずです。
  
  

Anaconda 環境での試走

同様のことを Anaconda 統合開発環境でも
試してみました。以下の手順です。

• Environments の▶︎から OpenTerminal でライブラリを追加

  $ conda install pygame

• 開発環境 Spyder を起動
• spaceinvaders.py を開く
• ▶︎ボタンで実行
• 右のようになります。

Python でデータサイエンス

Python は近年のデータサイエンス（A.I.）の開発における主力言語となっています。以下のページのサンプルプログラムは、Python で記述しています。

• DataScience
• DataVisualization
• MachineLearning
• NeuralNetwork