Pythonモジュールの開発方法をわかりやすく解説！作成からインポートまで

Pythonモジュールとは？

Pythonには、関数や変数などの定義を1つのファイルにまとめ、それをスクリプトや対話型インタープリタから再利用する仕組みが用意されています。このような定義を格納したファイルのことをモジュールと呼びます。

モジュール内で定義された関数や変数は、他のモジュールにインポートして使うこともできますし、メインモジュール（トップレベルで実行されるスクリプトや電卓モードでアクセスできる変数群）に取り込むことも可能です。

モジュールはどのように検索されるのか

たとえば hello というモジュールをインポートするとき、インタープリタは以下の順序でファイルを探します。

1. 実行中のスクリプトが置かれているディレクトリ内の hello.py
2. 環境変数 PYTHONPATH で指定されたディレクトリの一覧

つまり、モジュールとして読み込ませたいPythonファイルは、スクリプトと同じ場所か、PYTHONPATHに登録されたディレクトリに配置しておく必要があります。

実際にモジュールを作ってみよう

ここでは例として、フィボナッチ数列を扱うモジュールを作成します。fibonacci.py という名前のファイルを作り、以下のコードを入力してください。

def fib(n):    # n未満のフィボナッチ数列を出力する
    a, b = 0, 1
    while b < n:
        print(b, end=' ')
        a, b = b, a+b
    print()

def fib2(n):   # n未満のフィボナッチ数列をリストで返す
    result = []
    a, b = 0, 1
    while b < n:
        result.append(b)
        a, b = b, a+b
    return result

このモジュールには2つの関数が定義されています。ひとつは数列を直接画面に出力する fib()、もうひとつは結果をリストとして返す fib2() です。

モジュールをインポートして使う

次にターミナルを開き、cd コマンドで fibonacci.py があるディレクトリへ移動します。その状態でPythonシェルを起動し、以下のコマンドを実行してみましょう。

>>> import fibonacci
>>> fibonacci.fib(1000)
1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 987
>>> fibonacci.fib2(100)
[1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89]

これで、自作モジュールの作成・インポート・実行という一連の流れが完了しました。インポートしたモジュールの関数を呼び出す際は、「モジュール名.関数名」の形式で指定する点に注意してください。

まとめ

Pythonでは、よく使う処理をモジュールとして1つのファイルにまとめることで、コードの再利用性と可読性を大幅に向上させられます。まずは今回のような簡単なモジュールから試してみるのがおすすめです。

モジュールの詳細な仕様や作成方法については、Python公式ドキュメントのチュートリアル（https://docs.python.org/2/tutorial/modules.html）もあわせて参照すると理解が深まります。