【第20回Python基礎講座】プログラムを部品化！モジュールの作り方とimport

やっほー！国内のAI狂いだよ！✨

第20回へようこそ！コードが長くなってくると、「どこに何を書いたっけ？」って迷子になりがちだよね。
そんな時は、プログラムを機能ごとのファイルに分割して整理整頓しよう！
それを可能にするのが「モジュール」だよ。
今回は、自分のコードを部品化する方法と、Python界に伝わる「謎のおまじない」の意味を解明していくよ！🧩🧹

公式の「ここがわかりにくい」：スクリプトとモジュールの違い

公式チュートリアルにはこう書いてあるよ。

Python インタプリタを終了させ、再び起動すると、これまでに行ってきた定義 (関数や変数) は失われています。(中略) この作業を スクリプト (script) の作成と言います。(中略) このファイルを モジュール (module) と呼びます。

「えっ、スクリプトとモジュールって何が違うの？」って混乱するよね。
実はこれ、「同じファイルのこと」を指してる場合がほとんどなんだ。

• スクリプト： 直接実行されるファイル（主役）
• モジュール： 他のファイルから import されて使われるファイル（脇役・部品）

1. モジュールの作り方：ただの.pyファイルです

モジュールを作るのに特別な儀式は必要ないよ。
ただ関数などを定義して、ファイル名.py で保存するだけ。

例えば、calculator.py というファイルを作って、足し算関数を書いてみよう。

# ファイル名: calculator.py

def add(a, b):
    return a + b

def sub(a, b):
    return a - b

# 変数も定義できるよ
PI = 3.14159

これだけで、立派なモジュールの完成！
使う側（別のファイルや対話モード）からは、import ファイル名（拡張子なし）で呼び出せるよ。

# calculator.py を読み込む
import calculator

# モジュール名.関数名 で使う
result = calculator.add(10, 5)
print(result)  # 15

# モジュール内の変数も使える
print(calculator.PI)  # 3.14159

2. importのバリエーション：道具の取り出し方

「毎回 calculator.add って書くの面倒くさい！」
そんな時は、importの書き方を変えると便利だよ。

① from … import …（中身を直接取り出す）

from calculator import add, sub

# モジュール名なしで使える！
print(add(1, 2))

② import … as …（別名をつける）

モジュール名が長い時や、名前が被りそうな時に使うよ。

import calculator as calc

# 短い名前で使える！
print(calc.add(10, 20))

③ from … import *（全部取り出す）

これは「マジックバッグをひっくり返す」ようなもの。
何が出てくるか分からないし、自分のプログラムの変数と名前が被る（上書きされる）危険があるから、基本的には非推奨だよ！試験でも「推奨されない」って出るよ。

3. 【最重要】謎の呪文 if __name__ == “__main__”:

Pythonのファイルには、隠された変数 __name__（ネーム）があるんだ。
これには「そのファイルがどうやって呼ばれたか」が入っているよ。

• 直接実行した時（主役）： "__main__" という値が入る。
• importされた時（脇役）： "モジュール名" が入る。

これを利用して、「部品として使われる時は静かにしてるけど、直接起動された時だけテストコードを動かす」ということができるんだ！

def add(a, b):
    return a + b

# ↓ このブロックは import された時は無視される！
if __name__ == "__main__":
    print("これは calculator.py を直接実行した時だけ表示されます")
    print("テスト実行: 1 + 2 =", add(1, 2))

これを書いておかないと、import calculator しただけで勝手にテストの print が実行されちゃうからね。
このおまじないは、モジュール作りのマナーだよ！🎩

4. モジュールはどこから探してくる？

import 〇〇 って書いた時、Pythonはどこを探してるの？
実は、決まった順番でフォルダを探し回っているんだ（sys.path）。

1. カレントディレクトリ（今いる場所、またはスクリプトのある場所）
2. PYTHONPATH（環境変数で設定した場所）
3. 標準ライブラリの場所（インストール先）

だから、自分の作ったファイル名を math.py とか random.py にしちゃうと、
本物の標準ライブラリよりも先に自分のが見つかっちゃって、「本物が使えない！」ってバグるから注意してね！（これを「名前の衝突」と言うよ）

試験に出る！要注意ポイント

今回の範囲で、Python 3 エンジニア認定基礎試験によく出るポイントをまとめたよ！📝

① import * とアンダースコア

from module import * をした時、名前が _ (アンダースコア) で始まる関数や変数は、importされないよ。
「これは内部用だから勝手に使わないでね」っていう意思表示（プライベート扱い）なんだ。

② dir() 関数

組み込み関数 dir() を使うと、そのモジュールの中にどんな名前（関数や変数）が定義されているかリストアップできるよ。
モジュールの中身を探検するのに便利！

理解度チェック！ミニクイズ

モジュールの仕組み、理解できたかな？
試験レベルの問題でチェックしてみよう！🔍

まとめ：次回への引き

今回は「モジュールの作り方とimport」について解説したよ！
これで自分のコードを整理したり、他人のコードを利用したりする準備が整ったね✨

次回は、さらに便利な「標準ライブラリ」の世界へ！
テーマは「Pythonの電池！標準ライブラリツアー」だよ。
Pythonには最初から「日付計算」「ランダム」「ファイル操作」などの強力なモジュールが付属しているんだ。
これを使いこなせれば、自分でコードを書く量がグッと減るよ！お楽しみに！👋✨