投稿者: これまでの記事では、printで文字を表示したり、inputで入力を受け取ったりしてきました。これらはPythonにあらかじめ組み込まれている機能ですが、Pythonには他にも便利な機能がたくさん詰まった「モジュール(ライブラリ)」と呼ばれるものが用意されています。
今回は、よく使われる「randomモジュール」を使ってみましょう。
モジュールとimport文とは
「モジュール」とは、特定の目的のために作られた便利なプログラム(関数など)がひとまとめにされたファイルのことです。「基本のセット」に加えて、後から追加した「拡張パック」や「便利な道具箱」のようなものです。
Pythonには、最初からそのまま使えるprint()のような機能もありますが、すべての機能を最初から読み込んでいると、パソコンのメモリを無駄に消費してプログラムの動きが重くなってしまいます。そこで、必要な道具箱(モジュール)だけを選んで「これからこの機能を使います」とPythonに宣言する必要があります。
そのための命令がimport(インポート)文です。importには英語で「輸入する」「持ち込む」などの意味があり、外部の便利な機能を自分のプログラムに持ち込んで使えるようにしてくれます。
import文の基本的な使い方
Pythonで外部の機能(モジュール)を使用するには、import文を使います。import文を使用するにはimport、スペース、モジュール名を使います。通常、プログラムの先頭に記述します。
なので例としてimport文は、
import モジュール名の形式で書くことで、そのモジュールの機能(関数など)が使えるようになります。
今回はrandomというモジュールを使いたいので、以下のように書くだけで準備完了です。
import randomrandomモジュールを使ってみよう
準備ができたら、実際にランダムな動きをさせてみましょう。
1.サイコロを作る(整数の乱数)
まずは、サイコロのように「1から6までのランダムな数字」を出してみます。これにはrandintという機能を使います。
Pythonで指定した範囲のランダムな整数を作るには、random.randint()を使います。
random.randint()を使用するには、random.randint、括弧「()」を使います。括弧の中には、「一番小さい数」と「一番大きい数」をカンマ「,」で区切って記述します。
なので例としてrandintは、
random.randint(一番小さい数, 一番大きい数)の形式で書くことで、指定した範囲内のランダムな整数を作ることができます(一番小さい数も、一番大きい数も選ばれる範囲に含まれるのが特徴です)。
では実際にやってみましょう。Google Colaboratoryを開いて新しいノートブックを作成し、
import random
# 1から6までのランダムな整数を作る
dice = random.randint(1, 6)
# 結果を表示する
print(f"サイコロの目は... {dice}")とセルに入力して実行してみましょう。
すると結果は
サイコロの目は… 1
のように表示されます(数字はランダムです)。これは最初にimport randomで機能を読み込み、random.randint(1, 6)で1から6までのランダムな整数を作って変数diceに代入しました。その後、print関数で表示しています。
Google Colabの再生ボタン(実行ボタン)をもう一度押してみてください。さっきとは違う数字が出ましたか?(同じ数字が出ることもありますが、何度か押して試してみてください)このように、実行するたびに結果が変わるのがrandomモジュールの面白いところです。
2.おみくじを作ろう(リストから選ぶ)
次は、以前学習した「リスト」と組み合わせてみましょう。リストの中からランダムに一つ選ぶには、choiceという機能を使います。
Pythonでリストの中からランダムにデータを選ぶには、random.choice()を使います。
random.choice()を使用するには、random.choice、括弧「()」を使います。括弧の中には、選びたいデータが入っている「リスト(変数名)」を記述します。
なので例としてchoiceは、
random.choice(リスト)の形式で書くことで、リストの中からランダムに1つのデータを取り出すことができます。これを使えば、簡単におみくじが作れます。
では、実際にやってみましょう。
import random
# おみくじのリストを作成
omikuji = ["大吉", "中吉", "吉", "凶"]
# リストからランダムに一つ選ぶ
result = random.choice(omikuji)
# 結果を表示する
print(f"今日の運勢は...{result}")とセルに入力して実行してみましょう。
すると結果は
今日の運勢は…大吉
のように表示されます(運勢はランダムです)。これはomikujiというリストの中から、random.choiceがランダムに一つ選んで変数resultに代入したからです。こちらも実行するたびに結果が変わるので何度も実行してみてください。
まとめ
今回は、便利な機能を追加するimportと、ランダムな値を扱うrandomモジュールについて解説しました。
・モジュールとは: 便利な機能が詰まった「拡張パック」のようなもの。
・importの使い方: import モジュール名 と書くことで、モジュールの機能が使えるようになる。
・整数のランダム: random.randint でサイコロのようなランダムな整数が作れる。
・リストから選ぶ: random.choice でリストの中からランダムに選べる。
ゲーム作りやデータ分析など、randomはいろいろな場面で使う機能です。ぜひ他のリストや数字で試してください。
今回はこれで終了です。今回のサンプルを用意したので、もし必要な場合は上の「Open in Colab」と書いてあるボタンをクリックしてください。なおそのままだと編集不可なので編集をしたい場合は「ドライブにコピー」をクリックしてコピーしてください。
なおGoogle ColaboratoryについてわからなかったらGoogleColaboratoryを使ってみよう_導入編をご覧ください。