Pythonライブラリって何？

ライブラリとは、プログラムでよく使われる機能（関数やパッケージ）がまとめられたものを言います。開発時間の短縮やコードの再利用が可能になります。

ライブラリにはどんなものがあるの？

データ処理、Web開発、機械学習など、様々な分野に特化したライブラリがあります。

Pythonライブラリを紹介！インポート方法もわかりやすく解説！！

Pythonはライブラリが多くて、よくわからない
各ライブラリが何に使えるのわからない

こんな悩みを解決します！！

Pythonを使用するメリットはライブラリが充実していること。

でも、どのライブラリを使えばいいかすぐにわからないことが多いですよね。

本記事では、Pythonでよく使うライブラリを紹介します。

私がPythonを勉強するなかで、面白いと思ったライブラリも紹介しますので、いろいろ試していただけると嬉しいです！！

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ライブラリのインストール

ライブラリとは、プログラムでよく使われる機能（関数やパッケージ）がまとめられたものを言います。

Pythonには、数学、科学、データ処理、機械学習など、さまざまな機能を提供するライブラリが豊富に用意されています。

ライブラリと活用することで、Pythonエンジニアは効率的に開発を行うことができます。

ライブラリのインストール方法

Pythonのライブラリは最初からすべてインストールされているわけではなく、必要に応じてインストールが必要です。

ライブラリをインストールするには、下記コマンドをコマンドプロンプトで実行しましょう。

pip install ライブラリ名

ライブラリのバージョンを指定する場合は、「ライブラリ名 == バージョン」と記入します。

例えば、pandasの1.0.0を指定する場合は下記コマンドを使います。

pip install pandas==1.0.0

インストールされているライブラリ名やバージョンを確認する場合は下記コマンドをコマンドプロンプトで実行します。

pip list

ライブラリのアンインストール方法

ライブラリをアンインストールするには、下記コマンドをコマンドプロンプトで実行しましょう。

pip uninstall ライブラリ名

ライブラリの使用方法

ライブラリを使用する際は、プログラム内でライブラリを使用することを宣言（インポート）してから使用します。

インポートの方法かいくつかあるので、紹介します。

import　ライブラリ名

ライブラリをインポートするときは下記のように記入します。

import ライブラリ名

インポートしたライブラリの関数を使用するときは、
「ライブラリ名」.「関数名」というように、　ライブラリ名と関数名の間に　.（ドット）をつけます。

#　記入例
import time

time.sleep(10) #　10秒停止

import　ライブラリ名　as　別名

ライブラリ名を別名で置き換えてインポートすることもできます。

ライブラリ名が長い場合は、コードの記入する量が減って便利です。

import ライブラリ名 as 別名

#　記入例
import time as tm

tm.sleep(10) #　10秒停止

一般的に使用される別名が決まっているライブラリもあります。

pandas　：　pd
numpy　：　np

from　ライブラリ名　import　関数名

ライブラリに含まれる特定の関数のみをインポートすることもできます。

from ライブラリ名 import 関数名

関数のみインポートした場合は、関数使用時にライブラリ名を記入する必要がありません。

#　記入例
from time import sleep 

sleep(10) #　10秒停止

Python標準ライブラリ

Pythonに標準でインストールされているライブラリです。

datetime 　: 　日付や時刻の取得や操作

日付や時刻を操作することができます。

現在の年や月を処理で使用したいときに　datetime.date　や　datetime.datetime　を利用します。

math 　: 　数学関数

三角関数や平方根、角度変換などの計算をすることができます。

mathは複素数を使用することができないので、複素数を使用する場合はcmathを使いましょう。

math.piで円周率を呼び出せるのは便利ですね。

os 　: 　オペレーティングシステムの操作

フォルダの作成やディレクトリの移動などをすることができます。

例えば、データ分析をした後、特定のフォルダに保存する際に利用できます。

random 　: 　乱数の生成

乱数の生成をするために使用します。

ランダムで違う処理、違う値を使用したいときに　random.randrange　を使用すると便利です。

re 　: 　正規表現

正規表現を使用することができます。

正規表現とは、複数の文字列を１つの文字列で表現することです。

文章を検索する際に活用できます。

time 　:　時刻データの使用

時刻に関するさまざまな関数が使用できます。

処理を一定時間止めたいとき、　time.sleep　を使用します。

randomと同時に使用することで、停止時間をランダムにすることもできます。

turtle　 : 　カメ作画　　　　☆面白いライブラリ☆

子供向けの作画ツールです。

カメが図形を描いてくれます。

上記以外の標準ライブラリについては、下記サイトで確認してください。

Python 標準ライブラリ

外部ライブラリ

beautifulsoup 　:　 htmlの解析、データ抽出

Webスクレイピングをする際に、Webサイトのhtmlを解析するときに使用します。

基本的にrequestsとセットで使用します。

Webスクレイピングについては、こちらの記事で解説をしています。
　⇒requests + BeautifulSoupを使ったWebスクレイピングのやり方　3stepでわかりやすく解説！

JupyterLab（Jupyter Notebook）　: 　対話型実行環境

PythonなどをWebブラウザ上で記述、実行できる対話型実行環境です。

処理結果を見ながら、プログラミングができるので、とても便利です。

JupyterLabについては、こちらの記事で解説しています。
　⇒【JupyterLabの使い方】初心者は迷ったらこれだけ読め！

matplotlib　 : 　グラフ作成

グラフを作成する際に使用します。

折れ線グラフや棒グラフなど様々なグラフを作成することができます。

matplotlibについては、こちらの記事で解説しています。
　⇒matplotlibの使い方をわかりやすく解説！きれいなグラフを書くには必須！サンプルコード付き！

NumPy　 : 　多次元配列

多次元配列を処理するときに使用します。

ベクトルや行列の計算を簡単に行うことができます。

NumPyについては、こちらの記事で解説しています。
　⇒NumPyの使い方をわかりやすく解説！！配列を使いこなそう！サンプルコード付き！

openCV 　:　画像処理

画像処理を行うためのライブラリです。

画像の二値化や輪郭検出などを行うことができます。

pandas 　: 　データ解析の支援

大量のデータを解析する場合に使用します。

データをシリーズ（Series）やデータフレーム（DataFrame）という形式で処理していきます。

pandasについては、こちらの記事で解説しています。
　⇒pandasの使い方をわかりやすく解説！！データフレームを使いこなそう！サンプルコード付き！

PyInstaller　：　実行ファイルの作成

Pythonで作成したプログラムから実行ファイル（exeファイル）を作成することができます。

PyInstallerを使用することで、PythonがインストールされていないPCでもPythonで作成したツールを実行できるようになります。

PyInstallerについては、こちらの記事で解説しています。
　⇒【PyInstallerの使い方】Pythonで実行ファイルを作る方法をわかりやすく解説！

requests 　: 　Webサイトのhtml取得

Webスクレイピングをする際に、Webサイトのhtmlを取得するときに使用します。

基本的にbeautifulsoupとセットで使用します。

selenium 　: 　Web ブラウザの操作、Webスクレイピング

Web ブラウザの操作を自動で行うことができます。

javascriptを使用しているWebサイトをスクレイピングする際に使用します。

sklearn 　: 　機械学習

機械学習を行いためのライブラリです。

教師あり学習や教師なし学習、強化学習を行うことができます。

Q&A

Pythonライブラリって何？: ライブラリとは、プログラムでよく使われる機能（関数やパッケージ）がまとめられたものを言います。

開発時間の短縮やコードの再利用が可能になります。
ライブラリにはどんなものがあるの？: データ処理、Web開発、機械学習など、様々な分野に特化したライブラリがあります。