【高校情報Ⅰ】 プログラミング Python　入門　第８話　ライブラリ　matplotlib(グラフの作成）

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■■動画解説■■

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■■文字おこし■■

今日はPythonのライブラリについてやっていこう

ライブラリは　いろんな便利な機能、この前説明した便利な関数などが纏まっている辞書みたいなもので、そのライブラリを呼び出すことでその便利な機能が使えるんだ。

Pythonが人気の理由にはAI　人工知能開発に必要なライブラリが充実していることもあるんだ。

パッケージとかモジュールとか言ったりするんだけど
他のプログラム言語で、一般的にライブラリっていうことが多いから、
今回はライブラリという名前で説明するね。

ライブラリは大きく標準ライブラリと外部ライブラリの２種類があるんだ。

標準ライブラリはPythonをインストールした時点で、勝手に入っているライブラリなんだ。

先に標準ライブラリについて説明するね。
色んな種類があるんだけど
まずは、数学関連のmathという　ライブラリを使っていこう

まず、ライブラリをつかいますよ・読み込んでくださいという宣言をする。
import のあとにライブラリ名を記載する。

import math　と記載しよう。
これで、ライブラリの読み込みは出来た。
じゃあ実際に読み込んだライブラリを使っていこう
例えば円周率を出力しよう
math.pi と記述して、printで出力しよう。

そうすると円周率が出力される

ライブラリにどういう機能があるかは、インターネットで公開されているから
参考に概要欄にリンクを貼っておくね。
math --- 数学関数 — Python 3.9.2 ドキュメント
https://docs.python.org/ja/3/library/math.html

他にもよく使うものを紹介するね。
randomライブラリをインポートしよう。
import random

リスト　omikuzi の中に　大吉　中吉　凶　といれよう
omikuzi = [“大吉”,”中吉”,”凶”]
random.choice(omikuzi)

これは、randomライブラリの中のchoiceという関数にomikuziのリストを渡しているんだ。
これは渡されたリストの中の要素１つをランダムに返す。
だからprintの中に入れて出力結果を確認しよう。
ランダムになることを確認するために

for文で１０回繰り返すね

実行してみよう。
ランダムに出力されたね。
実行するたびに値も変わってくる

つぎはDateTimeという日付を扱う標準ライブラリだ。
DateTimeのライブラリの中にはさらに機能のグループがあるんだ
from datetime import date
と記載しよう。
直訳すると　datetimeからdateをインポートするってなるけど。
これはdatetimeのライブラリの中にあるdateという名前の機能の集まりを呼び出しているんだ。

じゃあ、インポートしたものをつかって今日の日付を表示しよう
date.today()
これは機能の集まりであるdateの中にある
todayという日付を返却する関数を呼び出しているんだ。
返却値を確認するために、printで出力しよう
実行してみよう
日付が出力されたね。

じゃあ、今度は外部ライブラリについて簡単に説明していくね。
標準ライブラリとは違って、Pythonインストール時には入っていないライブラリだから必要に応じてインストールする必要がある。

色んな種類があるけど、グラフとかを出力する機能をもった
matplotlibをインストールしていこう

windows パソコンにインストールする場合はpipコマンドを使う
コマンドプロンプトの画面で
py -m pip install matplotlib
ってうちこもう

インストールには数分時間かかるから早送りするね。
これでインストールは完了したけど、僕の環境では、最後にpipコマンドのバージョンが古いから最新化しての警告がでているから
指示に従って最新化するね。

サンプルとして、文部科学省が提供している
高等学校情報１　教員研修用教材のPythonプログラムを使用するね。
まだプログラムの意味は分からなくていいけど、
今回重要なところは、
import matplotlib.pyplot as plt # グラフプロットの呼び出し
の部分
さっきインストールした　matplotlibライブラリのpyplotっていう機能をつかうよって　インポートしている。
as plt は　プログラム内でpltという名前で使うように別名を定義しているんだ。

実行してみよう。
ちゃんとグラフが表示されたね

このプログラムは、概要欄にあるnoteの纏めページに記載しておくから
自分の環境でもためしてみてね。

じゃあ、復習問題を解いて行こう。

復習問題

答え

ソースコード

import math
print(math.pi)

from datetime import date

print(date.today())

import random

omikuzi = ["大吉", "中吉", "凶"]
for i in range(10):
   print(random.choice(omikuzi))

import numpy as np  # 整数をカウントするための関数呼び出し
import numpy.random as rd  # 乱数を発生させる関数の呼び出し
import matplotlib.pyplot as plt  # グラフプロットの呼び出し
saikoro = rd.randint(1, 6+1, 100)  # サイコロを100 回振る
deme = []  # 出目の数を数える配列
for i in range(6):
   deme.append(np.count_nonzero(saikoro == i+1))   # 数を数えて配列に追加

left = [1, 2, 3, 4, 5, 6]  # グラフの左方向の値指定用
plt.title("SAIKORO SIMULATION")  # グラフのタイトル
plt.xlabel("ME")  # X 軸のラベル
plt.ylabel("KAISUU")  # Y 軸のラベル
plt.bar(left, deme, align="center")  # グラフをプロット
plt.show()  # プロットオブジェクトを表示

■情報Ⅰ　文部科学省　教員研修用教材
https://www.mext.go.jp/a_menu/shotou/zyouhou/detail/1416756.htm

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