pythonの基礎：「標準ライブラリ～Numpy～」

標準ライブラリとは、pythonに標準で用意されているモジュールのことです。

【この記事はこんな方に向けて書いています】

・pythonの標準ライブラリの使い方を勉強したい

・標準ライブラリNumpyで高速な数値計算処理をしたい

【目次】

・モジュールの読み込み

・Numpy

・A君とB君の合計点数を計算する

・まとめ

【モジュールの読み込み】

モジュールは、コードが書かれたファイルのことで、別のファイルに書いた関数を読み込んで使いたい場合は

import モジュール名

と記述して読み込むことで、別のファイルに書いた関数を使えるようになります。

モジュールについては、こちらの記事で簡単に解説していますのでよければご覧下さい。

ここでは高速な数値計算処理ができるモジュールについて簡単に解説します。

【Numpy】

Numpyは、pythonで高速な数値計算処理をしたい場合に役立つライブラリです。

Numpyを使わなくてもpythonで数値計算できますが、大量のデータを扱う場合はNumpyを使って計算する方が速く効率的です。

データ分析を行う時に役立つpandasライブラリと併せてよく使われます。

pandasについては、こちらの記事で簡単に解説していますのでよければご覧下さい。

まずはNumpyを読み込みます。

import numpy as np

と記述することで、読み込むことができます。

「as np」は、Numpyを読み込んだ後、npと記述すればNumpyを使うことができるようにするための記述です。

Numpyのニックネームを自分で決めておくイメージです。

Numpyは膨大な数値計算や機械学習に役立ちますが、ここでは簡単な使い方について解説します。

【A君とB君の合計点数を計算する】

A君の5教科（英語・数学・国語・理科・社会）の点数：78点,85点,72点,65点,91点

B君の5教科（英語・数学・国語・理科・社会）の点数：65点,75点,82点,88点,58点

A君とB君の5教科の点数を上記とし、2人の合計得点をNumpyを使って計算します。

まずはA君とB君の点数をNumpyを使ってリストにします。

教科の順番は英語・数学・国語・理科・社会です。

Numpyのarray関数を使ってA君の点数を変数score_Aに、B君の点数を変数score_Bに格納しました。

array関数はリスト等から配列を作ります。

国語的な「配列」の意味は「順番に並べること」です。

array関数でリスト等から作る配列は「複数のリストを一つにして並べる」というイメージです。

A君とB君の点数を合計します。

A君とB君の合計点数を計算して、変数total_scoreに格納しました。

出力します。

A君とB君の合計点数を計算することができました。

次にA君とB君の合計点数をNumpyを使わずに行ってみます。

Numpyのarray関数を使わずA君とB君の点数をリストにします。

点数、教科の順番は先程と同じです。

A君の点数を変数score_Aに、B君の点数を変数score_Bに格納しました。

A君とB君の点数を合計します。

先程と同じくA君とB君の合計点数を計算して、変数total_scoreに格納しました。

出力します。

A君とB君の点数が並んだリストができただけで合計点数が計算できません。

このように、A君とB君の点数をリストに格納し、2人の合計点数を計算したい場合は、Numpyのarray関数を使うことで実現できます。

Numpyには他にも数値計算に役立つ様々な関数があります。高速な数値計算、高度な計算と言えばNumpyと言っても過言ではありません。

まとめ

・Numpyは、pythonで高速な数値計算処理をしたい場合に役立つライブラリ

・大量のデータを扱う場合はNumpyを使って計算する方が速く効率的

・Numpyは高速な数値計算処理を得意とするため機械学習でも役立つ

ここまで読んで頂きありがとうございました。

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