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今回はPythonの便利ツールである「ライブラリ」について学んでいきます。
ライブラリが使えるようになると、Pythonでできることの幅がとても広がります。
ライブラリとは
Pythonでプログラミングするときに必ず使うのが「ライブラリ」です。
「ライブラリってなに？」と思われるかもしれません。
簡単に言うと、「様々な機能が使えるようになる便利ツール」みたいなものです。
例えば、Pythonでデータ分析する際に使うと便利になる「データ分析のライブラリ」、美しいグラフが書ける「グラフ描写のライブラリ」、機械学習が簡単にできる「機械学習のライブラリ」といったものがあります。
Pythonのライブラリの数は20万を超えており、日々新しいライブラリが公開されています。このような豊富なライブラリがあることもPythonの人気の一つで、自分のやりたいことに特化したライブラリを見つけることができます。
ライブラリを使うには
ライブラリを使うには、Colaboratoryのノートブックにライブラリをインポートします。
# ライブラリのインポート方法１
import ライブラリ名インポートしたライブラリを実際に使うには、その都度「ライブラリ名＋使う機能名（関数名）」を入力しなければなりません。もしライブラリの名前が長い場合、その都度入力するのが手間です。そのため、ライブラリに別名をつけておくことがよくあります。
下のようにインポートしておくと、別名でライブラリを呼び出すことができます。
# ライブラリのインポート方法２
import ライブラリ名 as 別名また、ライブラリの中の「特定の機能（関数）」だけをインポートすると、使う際にライブラリ名を省略することができます。
# ライブラリのインポート方法３
from ライブラリ名 import 関数名上記の３パターンのインポート方法を知っていれば、基本的には大丈夫です。
ライブラリを使ってみる（基本編）
それでは実際にコードを見てみましょう。
計算するときに使う「math」というライブラリをインポートしてみます。みなさんもGoogle Colaboratoryのノートブックを開いて、セルに下のコードを入力してください。入力後キーボードで「Shift」と「Enter」を押す、または「▶︎」をクリックすると、Pythonが実行されます。
import math実行されましたが、何も起きませんね。ただ「math」はインポートされているため、mathの機能を使うことができます。ためしに使ってみましょう。
mathライブラリの中にある「sqrt」は、指定した値の平方根を返す関数です。エクセルにも同じ機能の「SQRT関数」がありますね。
例えば、100の平方根を求めてみましょう。
# 100の平方根をnumberに代入する
number = math.sqrt(100)
print (number)このように、実際に使う際には「ライブラリ名 . 関数名 (値) 」とします。上のコードを実行すると、下のように10と結果が出力されます。
10.0このようにmathライブラリを使うと、数学的な計算をいろいろと行うことができます。
ライブラリを使ってみる（応用編①）
さきほどsqrt関数を使う際、下のようにコードを書きました。
math.sqrt(値)毎回mathと入力するのが大変ですね。そこでmathを下のようにインポートしてみます
import math as mtこれでmathを別名「mt」で使うことができます。
# 100の平方根をnumberに代入する
number = mt.sqrt(100)
print (number)結果は同じ「10」となります。
この例では、それほど短くなっていませんが、このように別名をつけてライブラリをインポートすることはよくあります。
ライブラリを使ってみる（応用編②）
また、そもそも毎回mathと入力するのが大変です。そこで、下のようにインポートすると「sqrt関数」を使う際に「math」を省略できます。
from math import sqrt# 100の平方根をnumberに代入する
number = sqrt(100)
print (number)結果は10となります。
以上がライブラリの基本です。
Pythonにはいろんなライブラリがあるので、それらを使えば簡単に様々なことができるようになります。
ただし、それぞれのライブラリには使い方があるので、使い方をある程度理解する必要があります（100%理解しなくても大丈夫です）。
そのため、新しいライブラリを使う際には、インターネットで「python ライブラリ名 初心者」などと検索し、使い方を確認しましょう。
ライブラリを使いこなすには、実際にライブラリを使ってコードを入力→エラーが起きる→解決策を自分で調べる、というサイクルを繰り返すことが一番の近道です。
みなさんも、自分がやりたいことができるライブラリがあるか、調べてみてください。
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