【Python】06_モジュールとパッケージの使い方

Pythonでは、コードを整理し、再利用可能な形にするためにモジュールとパッケージを使います。これにより、コードの読みやすさや保守性が向上し、大規模なプロジェクトでも効率的に開発を進めることができます。

この記事では、モジュールとパッケージの使い方、および import と from … import … 構文について解説します。

モジュールは、Pythonファイル（拡張子 .py）のことです。モジュールには、関数やクラス、変数などの定義が含まれており、これらを他のPythonファイルから呼び出して使用することができます。

モジュールの例

例えば、次のような math_utils.py というファイルを考えてみましょう。

# math_utils.py
def add(a, b):
    return a + b

def subtract(a, b):
    return a - b

この math_utils.py はモジュールであり、他のPythonファイルから add や subtract 関数を利用することができます。

モジュールを使うためには、import キーワードを使ってそのモジュールをインポートします。

モジュール全体をインポート

import math_utils

# モジュール名.関数名 で呼び出す
result = math_utils.add(3, 5)
print(result)  # 8

この例では、math_utils モジュール全体をインポートし、その中の関数 add を呼び出しています。

モジュールを別名でインポート

モジュールの名前が長い場合などは、別名を付けることができます。

import math_utils as mu

result = mu.add(3, 5)
print(result)  # 8

math_utils を mu という短い名前でインポートすることで、呼び出しが簡潔になります。

モジュール全体をインポートせず、特定の関数やクラスだけをインポートしたい場合には、from … import … 構文を使います。

特定の関数をインポート

from math_utils import add

# 直接関数名で呼び出す
result = add(3, 5)
print(result)  # 8

この例では、math_utils モジュールから add 関数だけをインポートしています。この場合、math_utils.add とせずに、add 関数を直接呼び出せます。

複数の要素をインポート

from math_utils import add, subtract

result1 = add(3, 5)
result2 = subtract(10, 4)
print(result1, result2)  # 8, 6

from … import … を使うことで、必要な関数だけを効率的にインポートできます。

モジュール内のすべての関数やクラスをインポートしたい場合には、アスタリスク（*）を使います。これにより、モジュール内のすべての要素を一括でインポートできます。

from math_utils import *

result1 = add(3, 5)
result2 = subtract(10, 4)
print(result1, result2)  # 8, 6

ただし、* の使用は推奨されません。理由は、モジュール内の全ての名前空間がインポートされるため、他の名前と衝突するリスクがあるためです。明示的に必要な要素だけをインポートする方が、コードの可読性や保守性が高まります。

パッケージは、モジュールをまとめたフォルダのことです。複数のモジュールを整理して一つのパッケージとして扱います。パッケージは、Pythonのモジュール管理を階層的に行うための仕組みです。

パッケージは、ディレクトリ（フォルダ）と、モジュールとして認識されるための特殊なファイル __init__.py を持ちます。__init__.py が空でも、パッケージとして認識されます。

パッケージの例

次のようなディレクトリ構造を持つパッケージを考えます。

mypackage/
    __init__.py
    math_utils.py
    string_utils.py

パッケージのインポート

import mypackage.math_utils

result = mypackage.math_utils.add(3, 5)
print(result)  # 8

このように、mypackage というパッケージから math_utils モジュールをインポートしています。

パッケージ内の特定の要素をインポート

from mypackage.math_utils import add

result = add(3, 5)
print(result)  # 8

__init__.py ファイルは、パッケージがモジュールとして認識されるために必要なファイルです。このファイルの中にパッケージの初期化コードを記述することができます。また、__init__.py を使って、パッケージのモジュールを簡単にインポートできるように設定することも可能です。

例：__init__.py の設定

# __init__.py
from .math_utils import add
from .string_utils import upper_case

この設定をすると、パッケージ全体をインポートした際に、モジュールを簡単に呼び出せるようになります。

from mypackage import add, upper_case

result1 = add(3, 5)
result2 = upper_case("hello")

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