Python（パイソン）とは？定義・歴史・特徴と用途をやさしく解説
Pythonは、読みやすくて強力なプログラミング言語として作られたオープンソースのプログラミング言語です。Guido van Rossumというオランダのプログラマーが1991年にPythonを作りました。彼はテレビ番組「モンティ・パイソンの空飛ぶサーカス」にちなんで名付けました。多くの Python の例やチュートリアルには、この番組のジョークが含まれています。
Pythonとは（定義と特徴の要約）
Pythonは、読みやすさと生産性に重点を置いた高水準のスクリプト言語です。文法がシンプルで、インデントによるブロック構造（字下げ）が特徴のひとつになっており、コードの可読性を高めます。動的型付けかつガベージコレクションを備え、豊富な標準ライブラリ（“バッテリー同梱”の哲学）と、外部パッケージを管理するためのツール（pipやvenvなど）によって、幅広い用途に対応します。
歴史（主要な出来事）
- 1991年：Guido van Rossumが最初の公開リリースを行う。
- 2000年：Python 2.0がリリースされ、リスト内包表記やガベージコレクタの改善などが導入される。
- 2008年：後方互換性を壊す変更を含むPython 3.0が公開され、以後Python 3系への移行が進む。
- 2020年：Python 2の公式サポートが終了（EOL）。
- その後もCPythonの改良やPyPyなど代替実装、エコシステムの拡張が続いている。
実行モデルと実装
元の本文にもあるように、Pythonは解釈型言語です。解釈は通常インタプリタ（たとえばCPython）が行い、ソースコードはバイトコードに変換されて実行されます。主な実装には次のようなものがあります。
- CPython：公式リファレンス実装で、最も広く使われている。
- PyPy：JIT（ジャストインタイム）コンパイラを持ち、高速化を狙った実装。
- Jython：Java仮想マシン（JVM）上で動作する実装。
- IronPython：.NETプラットフォーム向けの実装。
速度面では、本文にある通りインタプリタ実行のためCやC++などのネイティブ言語より遅くなることがあります。重要な部分はCで書かれた拡張モジュール（例：NumPyの内部処理）に任せたり、Cythonで速度改善したり、PyPyを使ってJITで高速化するなどの方法があります。
言語の主な特徴
- 読みやすさと簡潔さ：インデントで構造を表し、冗長な記述を減らす設計。
- 動的型付け：変数に型宣言が不要で柔軟に使える。
- 豊富な標準ライブラリ：ファイル操作、正規表現、HTTP、シリアライズなど多くの機能が標準で利用可能。
- 大規模なエコシステム：データ解析（NumPy、pandas）、機械学習（scikit-learn、TensorFlow、PyTorch）、Web（Django、Flask）など多数のサードパーティライブラリ。
- クロスプラットフォーム：Windows、macOS、Linuxなどで動作。
- 対話的実行：REPLやJupyter Notebookにより試行錯誤やデータ分析に便利。
用途（どんな場面で使われるか）
- データサイエンス・機械学習：データ解析、可視化、モデリング。
- Web開発：バックエンドAPIやWebアプリケーションの構築。
- 自動化・スクリプト作成：タスクの自動化、バッチ処理。
- 教育：文法が分かりやすく入門に適している。
- 組み込みやプロトタイピング：試作やアルゴリズム検証に利用。
- 科学計算・数値計算：数値解析、シミュレーション。
学習や実務で便利なツール
- pip：パッケージ管理ツール（パッケージのインストール・管理）。
- venv/virtualenv：プロジェクトごとの仮想環境作成ツール。
- Jupyter Notebook / Lab：対話的なデータ解析・ドキュメント作成。
- IDE（PyCharm、VSCodeなど）：コーディング補助、デバッグ。
- Cython、PyPy、C拡張：性能改善や他言語連携の手段。
パフォーマンスと最適化に関して
本文でも触れられているように、Pythonの開発者は「時期尚早の最適化を避ける」方針を重視しています。実務ではまずシンプルで保守しやすいコードを書くことが推奨され、ボトルネックが確認された箇所に対して部分的にCで書き直す、Cythonを使う、またはPyPyに切り替えるといった手法で改善します。
学び始めるためのコツ
- まずは基礎文法（変数、制御構文、関数、クラス）を実際に手を動かして学ぶ。
- 小さなプロジェクト（スクレイピング、CSV処理、簡単なWebアプリ）を作ることで実践的に学ぶ。
- パッケージ管理と仮想環境の使い方を早めに習得する（pip、venv）。
- Jupyter Notebookでデータを触りながら学ぶと理解が早い。
文化的・学習上の配慮（遊び心）
Pythonコミュニティでは言語の楽しさを大切にしており、言語名自体がモンティ・パイソンへのオマージュです。チュートリアルや例では冗談（spamやeggといった語）を使うことがよくあります。学習を楽しみながら続けることが、習熟の近道です。
まとめると、Pythonは読みやすさ、豊富なライブラリ、強力なエコシステムによって、初心者から専門家まで幅広く利用される汎用プログラミング言語です。用途に応じて実装や最適化手法を選べる柔軟性も大きな強みです。
パイソン使用
Pythonは何十万人ものプログラマーが利用しており、多くの場所で利用されています。時にはPythonのコードだけがプログラムに使われることもありますが、ほとんどの場合は簡単な作業に使われ、より複雑な作業には別のプログラミング言語が使われています。
その標準ライブラリは、Pythonをインストールしたときに付属する多くの関数で構成されています。インターネット上には、Python言語をより多くのことを可能にする他の多くのライブラリがあります。これらのライブラリはPythonを強力な言語にしています。
Pythonがよく使われているものには、以下のようなものがあります。
- ウェブ開発
- 科学的プログラミング
- デスクトップGUIアプリケーション
- ネットワークプログラミング
- ゲームプログラミング。
構文
Pythonは非常に読みやすい構文を持っています。Pythonの構文の一部はC言語に由来しています。しかし、Pythonはコードを区切るためにホワイトスペースを使用します。これは C 言語とは異なります。C 言語では、各行の最後にセミコロンがあり、中括弧 ({}) がコードをグループ化するのに使われます。コードの区切りにホワイトスペースを使うことで、Pythonは非常に読みやすい言語になっています。
ステートメントと制御フロー
Pythonのステートメントには、以下のようなものがあります。
- 代入文、つまり=記号です。Pythonでは、x = 2という文は、名前xが整数2にバインドされていることを意味します。Pythonでは名前は多くの異なる型にリバウンドさせることができ、これがPythonが動的に型付けされた言語である理由です。
- if文は、elseやelif（他のプログラミング言語ではelse ifの短縮形）とともに、特定の条件が満たされた場合にコードのブロックを実行します。elif文は、前の条件が満たされていないが、elif文の条件が満たされている場合にコードのブロックを実行します。else文は、前の条件のどれも満たされていない場合にコードのブロックを実行します。
- for 文は、リストのような反復可能なオブジェクトを反復処理し、そのオブジェクトの各要素を変数にバインドしてコードのブロックで使用し、for ループを作成します。
- while文は、特定の条件が満たされている限りコードのブロックを実行し、whileループを作成します。
- 関数やメソッドを定義するdef文。
- "何もしない"という意味のパス文。
- 整数や文字列が何であるかのように、オブジェクトの型を自分で作ることができるクラス文。
- ユーザーのコードで使用するための Python ファイルをインポートする import ステートメントです。
- いろいろなものをコンソールに出力するprint文。
表現方法
Pythonの表現には、他のプログラミング言語と似ているものと似ていないものがあります。
- 足し算、引き算、掛け算、割り算を＋、-、-で表します。*と/で表されます。
- で表される指数。
- 2つの値を比較するには、Pythonでは==を使います。
- Pythonは、ブーリアン式に"and"、"or"、"not"という言葉を使っています。
例
これはPythonのプログラムの小さな例です。画面に「Hello World!
また、Pythonは「動的変数代入」と呼ばれることを行っています。これは、プログラムの中で数値や単語が作られたときに、ユーザーがそれが何型であるかを言う必要がないことを意味します。これにより、変数名の再利用が容易になり、高速な変更がより簡単になります。この例を以下に示します。このコードは、1つの変数だけを使用して、数字と単語の両方を作成し、両方を表示します。
C言語のような「静的型付けされた」言語では、プログラマがxを設定する前に、プログラマはxが数字か単語かを言わなければならず、それ以降、C言語はその型を数字から単語に変更することを許さない。
質問と回答
Q:Pythonとは何ですか?
A:Pythonはオープンソースのプログラミング言語で、読みやすく、理解しやすく、かつ強力であるように作成されています。
Q:Pythonを作ったのは誰ですか?
A: Guido van Rossumというオランダのプログラマーが1991年にPythonを作りました。
Q:Pythonの作者はどうやってこの名前を思いついたのですか?
A:テレビ番組「Monty Python's Flying Circus」から名づけたそうです。
Q:Pythonはコンパイル型言語ですか、それともインタプリタ型言語ですか?
A:インタプリタ型言語です。つまり、コンパイルしなくても実行できます。インタプリタが、ほとんどすべての種類のコンピュータ上でコードを実行します。
Q:Pythonに影響を与えた他のプログラミング言語にはどんなものがありますか?
A:C、C++、Java、Perl、LispはすべてPythonを作る上でのインスピレーションとなりました。
Q:開発者は、言語を改良するために何を目指して変更を行っているのですか?
A: 開発者は、変えたいことがたくさん出てくるまで言語を変えないようにし、また、速くなるけれどCPythonのリファレンス実装の重要でない部分の小さな修復（パッチ）をしないように心がけています。
Q: なぜpythonを楽しく保つことが開発者にとって重要なのですか?
A: Pythonを楽しくすることは、その名前がイギリスのコメディグループMonty Pythonsに敬意を表していることや、チュートリアルやリファレンス資料に対して、fooやbarではなくspamやeggを参照するような遊び心があるアプローチが取られていることに反映されています。
