Pythonを使用する方法

1 はじめに

RStudioとVScodeでPythonを使用する方法

1.1 Pythonとは

Python（パイソン）は、プログラミング初心者からプロフェッショナルまで幅広く利用される、強力で汎用性の高いプログラミング言語です。特にシンプルな文法と高い可読性を特徴とし、データ分析、人工知能、Webアプリケーション開発、自動化スクリプト作成など、多岐にわたる分野で利用されています。Pythonは、数多くのライブラリ（外部パッケージ）を活用することで、複雑な処理や高度な計算も容易に行えるため、さまざまな業界で需要が高まっています。

1.2 Pythonの使用方法

Pythonを使用する方法としては、以下のようにローカル環境とクラウド環境があります。

1. クラウド環境での使用
   クラウド環境では、インストール不要でPythonをすぐに使い始めることができ、データのバックアップや共有も簡単です。Google ColabやKaggleなどのサービスでは、ブラウザ上で直接コードを実行できるほか、無料でGPU（グラフィックプロセッサ）やTPU（テンソル処理ユニット）を利用できるため、AIモデルのトレーニングや大量データの分析に適しています。計算リソースが豊富なため、ローカル環境よりも高速な実行が可能です。 今回はGoogle Colabを使用します。

2. ローカル環境での使用
   Pythonは無料で配布されているオープンソースのソフトウェアであり、公式サイトからダウンロードして、PCにインストールすることで簡単に始められます。インストール後、コマンドラインや統合開発環境（IDE）を使用してコードを書くことができ、これにより、プログラムの作成から実行まで、すべてをローカルで完結できます。 今回はRStudio、VisualStudioCodeを使用します。

2 Google Colab(クラウド環境)

Google Colabは、Pythonのコードを書いて実行できるクラウドベースのサービスです。この環境の最大の利点の一つは、Pythonを自分のパソコンにインストールする必要がないことです。

【Google Colabの便利機能】

Google Colabには、コードの入力予測や自動補完機能が充実しており、効率的にプログラミングできます。 また、Googleドライブと連携し、コードやデータの保存が簡単で、複数人とリアルタイムで共同編集することもできます。これにより、プロジェクトの共有やバックアップも容易になります。

また、最新バージョンやよく使われるライブラリ（例: NumPy, pandas, TensorFlow）が事前にインストールされています。

2.1 Google Colabにアクセスする

googleにログインした状態で、Google Colabにアクセスします。

URL：https://colab.research.google.com/?hl=ja

「＋ノートブックを新規作成」をクリックします。

タイトルが「Untitled1.ipynb」の画面が開きます。（タイトルは任意で変更可能）

2.2 ドライブをマウントする

Google ドライブをColabの環境に接続し、ドライブ内のファイルにアクセスできるようにする操作です。これにより、Google ドライブに保存しているデータを簡単に読み書きでき、データの保存・共有が可能になります。

以下のコードを入力（①）し、左側にある▷をクリック（②）します。

from google.colab import drive
drive.mount('/content/drive')

「Googleドライブに接続」をクリックします。

該当するアカウントを選択します。

「次へ」をクリックします。

「続行」をクリックします。

このような表示がでればマウントは完了です。

2.3 コードを実行

「＋コード」「＋テキスト」のあたりにカーソルをあてると、「＋コード」「＋テキスト」が表示されます。「＋コード」をクリックします。

以下のコード（①）を入力し、左の▷（②）をクリックします。　 コードの下に実行結果（hello）が表示されます。

print('hello')

3 ローカル環境

Pythonをローカル環境で使用することで、自由度の高いカスタマイズや安定した開発環境を構築できます。ローカル環境とは、自分のPCにPythonをインストールして直接操作する環境のことで、インターネット接続に依存せずに使える点が魅力です。

3.1 Pythonをダウンロード

インストール方法を紹介します。まずは公式ページにアクセスします。
公式ページURL：https://www.python.org/downloads/

※今回はバージョン3.11のダウンロードを行います。他のバージョンをダウンロードする場合も手順は同じです。

画像を参考に画面真ん中やや左上にある「Downloads」（①）にカーソルを合わせ、「Windows」（②）を選択します。(macの場合は「macOS」を選択してください。)

自分が必要なバージョンをクリックします。今回は「 Python3.11.9 Windows installer(64-bit)」です。

「python-3.11.9-amd64.exe」という名前のexeファイルがダウンロードされます。

ダウンロードしたexeファイルをダブルクリックして実行するとインストールが始まります。

画面下部に「Add python.exe to　PATH」というチェックボックスが出てくるのでチェックを入れて（画像①）、「InstallNow」をクリックしてください。（画像②）

「このアプリがデバイスに変更を加える事を許可しますか？」とでてきたら「はい」をクリックして次に進みましょう。インストールが開始します。

しばらくしたらインストール終了画面に切り替わります。「close」ボタンを押して画面を閉じましょう。

3.2 インストール確認

コマンドプロンプトで使用してインストールの確認を行います。

メニューで「cmd」と入力します。 コマンドプロンプトを選択し開きます。

python -V

と入力し「Enter」を押します。「Python 3.11.9」と表示されたら完了です。

• どのバージョンがインストールされているのか知りたい

py　--list

• 使用するバージョンを切り替えたい

py -○○（バージョン数を入力）

3.3 VisualStudioCodeで使用する場合

3.3.1 VisualStudioCodeのインストール

公式ページにアクセスします。
公式ページURL：https://code.visualstudio.com/download

自分のPCにあったファイルをダウンロードします。（今回はwindows）

ダウンロードしたインストーラをダブルクリックして実行して、 Visual Studio Code をインストールします。

以下の画面が表示されたら「同意する」をチェックして「次へ」をクリックします。

インストール先を指定する画面が表示されたらそのまま「次へ」をクリックします。

スタートメニューフォルダーの指定もそのまま「次へ」をクリックします。

「デスクトップ上にアイコンを作成する」にチェックを入れ(①)、「次へ」をクリックします。

以下のようなインストール内容の確認画面が表示されるので、［インストール］をクリックするとインストールが開始します。

インストールが完了するとこのような画面にかわります。 ［完了］をクリックします。

デスクトップ画面にVisual Studio Codeのアイコンが作成されます。

3.3.2 拡張機能をインストール

3.3.2.1 日本語

Visual Studio Codeを開き、画面左端の「Extensions」ボタンをクリックする。

検索欄に、「Japanese」と入力（①）し、「Japanse Language Pack for Visual Studio Code」を選択（②）して、 「Install」ボタンをクリック（③）します。

インストールが 完了したら、「Change Language and Restart」ボタンをクリックします。

メニュー等の文字が日本語で表示されるようになります。

3.3.2.2 Python

次にPythonの拡張機能をインストールします。

検索欄に、「python」と入力（①）し、「Python」を選択（②）して、 「Install」ボタンをクリック（③）します。

Python拡張機能のインストールが終了したら、「ファイル」>「終了」でにVisual Studio Codeを終了します（右上の［X］をクリックして終了でも可）。

3.3.3 コードの実行

3.3.3.1 フォルダーを新規作成する

Visual Studio Codeeはファイルを単独で編集することもできますが、通常はプロジェクトごとにフォルダーを用意して、その中にコードのファイルを作成していきます。 にVisual Studio Codeの場合はこのフォルダの部分を「ワークスペース」という領域で認識します。

今回はテストのため、デスクトップにsampleフォルダーを作成しておきます。（実際に使用する際は、プロジェクト名等をフォルダー名に設定する）

フォルダーのみ作成し、中は空にしてください。

3.3.3.2 Visual Studio Codeでフォルダーを開く

次ににVisual Studio Codeを起動し、「ファイル」>「フォルダーを開く」を選択します。

先ほどデスクトップに作成して、sampleフォルダー選択する。

初回だけ以下のダイアログが表示されるので「はい、作成者を信頼します」をクリックするとフォルダーが開きます。

3.3.3.3 ファイルを新規作成してコードを入力する

フォルダーの中は空なので何もファイルが表示されていませんが、フォルダー名「sample」が確認できます。

このフォルダーがワークスペースとなります。

①をクリックして、新しいファイルを作成し、ファイル名（ここでは「test.py」）を入力（②）します。

3.3.3.4 コードを実行する

以下のコードを入力（①）し、右側の三角ボタンを押す。（②）

「ターミナル」に実行結果がhelloと表示（③）されたら完了です。

print("hello")

3.3.4 Pythonのバージョンを切り替える方法

画面右下の①をクリックすると、②が出てくる。ここから選択するとよい。

3.4 RStudio で使用する場合

3.4.1 RStudioでPythonの設定をする

RStudioを立ち上げ、メニューバーの「Tools」をクリック、「Global Options…」を開く。

「Python」をクリックし、「Select」ボタンを押す。

PCにインストールされているPythonのバージョンが表示される。

使用したいバージョンを選択し、「Select」ボタンを押す。（今回はPython3.11.9）

選択したバージョンが表示（①）されていることを確認して、「ok」を押す。

3.4.2 コードの実行

メニューバーの「File」>「New File」>「Rmarkdown」を選択する。

Titleにtestと入力し、「ok」ボタンを押す。

この部分は削除してよい。

「チャンク」ボタン（①）をクリックして「Python」を選択する。

Python のコードを描く場所が表示される。

以下のコードを入力（①）し、右側の三角ボタンを押す。（②）

helloと表示（③）されたら完了です。

print("hello")

※上の手順②の後に、このようなポップアップが表示されたら「はい」を押す。③が表示されたらokです。

今回はテストのため保存はせず、ページを閉じる。