Pythonをはじめよう ~Windows10での環境構築~

# Python やりましょう。

Python やって損ないと思います。  
スクリプト言語なので、**学習しやすく**、**コーディングもラク**です。  
インタプリタ言語で、**実行も容易**。  
**人気 No.1 言語**のひとつで、コミュニティも活発。  
しかも、Web アプリ開発からディープラーニングまで、**できることも多い**です。  
もう一度言います。**Python やりましょう。**

# 環境構築

**仮想環境使いましょう**。  
Python はライブラリをめっちゃ使うので、仮想環境でやると管理がラクです。  
ここでは、

1. 生の Python + pyenv + Poetry
1. Anaconda

のふたつを紹介します。  
なお、対象 OS は Windows10 です。

## 生の Python + pyenv + Poetry

Web アプリつくるとかならこっちです。

### Python インストール

まずは Python をインストールします。  
コードを機械語に翻訳する`インタプリタ`です。  
PythonJapan のサイトが便利ですので利用しましょう。  
[このサイト](https://pythonlinks.python.jp/ja/index.html)にアクセスして、最新の安定版のインストーラをダウンロードしましょう。  
2021 年 1 月現在、3.9.1 のインストーラ、つまり `python-3.9.1-amd64.exe`ですね。

![python-installer.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/943915/96d3434c-fc8b-c4cf-7186-8fb781b86a77.png)

ダウンロードが完了したら、インストールしましょう。  
インストーラを実行します。  
色々初期設定する画面に入りますが、ほとんどの項目は特に触らないで大丈夫だと思います。  
ただ、`Add Python 3.x to PATH`という項目のチェックボックスが出てきたら、チェックを入れてください。  
PowerShell やコマンドプロンプトから Python を操作できるようにするためです。

インストールが完了したら、`Close`で閉じます。  
正常にインストールできているか確かめましょう。  
PowerShell を起動して、

```powershell
python -V
```

というコマンドを実行します。  
`3.9.1`などと、バージョンが表示されれば OK です。
![python-v_01.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/943915/f8ddb730-4be4-7f6c-6566-4143548686ae.png)

![python-v_02.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/943915/d9338a37-5c62-36d0-bfc3-c2dc307ba4d4.png)

### pyenv インストール

プロジェクトによって Python のバージョンを変えたいときがあるそうです（僕はまだないけど）。  
そんなときに pyenv を使うと、同じ PC 内で複数のバージョンの Python を使えます。  
つまり、Python のバージョン管理ツールです。

pyenv は、UNIX 系のサービスですので、代わりに Windows 版の`pyenv-win`を使用します。  
PowerShell で以下のコマンドを実行します。

```powershell
pip install pyenv-win --target $HOME\.pyenv
```

次に、以下のコマンドを実行して、PYENV 環境変数を追加します。

```powershell
[System.Environment]::SetEnvironmentVariable('PYENV',$env:USERPROFILE + "\.pyenv\pyenv-win\","User")
```

管理者権限の PowerShell で、以下のコマンドを実行します。

```powershell
[System.Environment]::SetEnvironmentVariable('PATH', $HOME + "\.pyenv\pyenv-win\bin;" + $HOME + "\.pyenv\pyenv-win\shims;" + $env:Path,"Machine")
```

一度 PowerShell を閉じ、もう一度起動して、設定を反映させます。

pyenv のインストールと初期設定が完了したので、正常に反映されているか確認します。

PowerShell で、以下のコマンドを実行します。

```powershell
pyenv --version
```

バージョンが出力されれば OK です。

![pyenv --version.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/943915/8b698ce5-e7e3-080c-602d-2963f1e6b3f3.png)

現在の Python を、pyenv で管理します。

```powershell
pyenv rehash
```

#### pyenv のコマンド

- pyenv の更新

```powershell
pip install --upgrade pyenv-win
```

- pyenv のサポートしているバージョンのリスト

```powershell
pyenv install -l
```

- 任意のバージョンのインストール

```powershell
pyenv install 3.9.0
```

- 任意のバージョンのグローバル化（PC の共通バージョンに）

```powershell
pyenv global 3.9.0
```

- 任意のバージョンのローカル化（プロジェクト内でのバージョン）

```powershell
pyenv local 3.9.0
```

- 任意のバージョンのアンイストール

```powershell
pyenv uninstall 3.9.0
```

### Poetry インストール

Python のひとつの特徴として、`外部ライブラリが重要`というものが挙げられます。  
外部ライブラリとは、簡単に言うと拡張機能のことです。  
pip などで外部ライブラリをインストールし、使用するのが一般的です。  
しかし、ライブラリをインストールしすぎると、管理が大変です。  
そこで、プロジェクトごとにライブラリを管理するツールが、Poetry です。

PowerShell で、以下のコマンドを実行します。

```powershell
(Invoke-WebRequest -Uri https://raw.githubusercontent.com/python-poetry/poetry/master/get-poetry.py -UseBasicParsing).Content | python
```

PowerShell を一度閉じ、設定を反映させます。  
もう一度起動して、

```powershell
poetry --version
```

というコマンドを実行します。

バージョンが表示されたら OK です。

![poetry--version.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/943915/a8209d71-cff1-2610-48ad-186ef4f46465.png)

初期設定として、以下のコマンドを実行しましょう。

```powershell
poetry config virtualenvs.in-project true
```

プロジェクト内に virtualenv の仮想環境が作成されるようになりました。

#### Poetry のコマンド

- Poetry の更新

```powershell
poetry self update
```

- プロジェクトのひな形生成

```powershell
poetry new MyProject01
```

```生成されたひな形
MyProject01
├── pyproject.toml
├── README.rst
├── myproject01
│   └── __init__.py
└── tests
    ├── __init__.py
    └── test_project01.py
```

- プロジェクトにライブラリを追加（ここでは numpy）

```powershell
poetry add numpy
```

![MyProject01.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/943915/703de99d-4e02-450b-5321-13cc49c71c13.png)

- プログラムの実行  
   myproject01 ディレクトリに `main.py` を作成します。

  ```py:main.py
  import numpy as np

  x = np.array([1, 2, 3])
  print(x.size)
  ```

  myproject01 ディレクトリで、以下のコマンドを実行します。

  ```powershell
  poetry run python main.py
  ```

  ![run.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/943915/2591dbcc-828a-d84e-86c8-2243c55c1446.png)

## Anaconda

統計分析とか機械学習とかやるならこっちです。

Anaconda とは、Pyhon インタプリタに、科学計算によく使われる外部ライブラリ、そして開発に便利な IDE が付属した、ディストリビューションです。  
Anaconda だけインストールすれば、すぐに開発環境が整います。

### ダウンロード

まず、[このサイト](https://www.anaconda.com/products/individual)にアクセスします。  
スクロールすると、こんな画面が出てきます。  
![anaconda.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/943915/b0034366-b4d5-acdf-2982-e578278de1b0.png)
`64-Bit Graphical Installer`をクリックして、インストーラをダウンロードします。

### インストール

インストーラを起動します。  
色々初期設定する画面に入りますが、こちらもほとんどの項目は特に触らないで大丈夫だと思います。  
ただ、`Add Anaconda 3 to the system PATH environment variable`という項目のチェックボックスが出てきたら、チェックを入れてください。  
PowerShell やコマンドプロンプトから Python を操作できるようにするためです。

インストールが完了したら、スタート画面の`Anaconda3 (64-bit)`から`Anaconda Powershell Prompt(Anaconda3)`を起動しましょう。  
そして、以下のコマンドを実行します。

```powershell
ipython
```

![ipython.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/943915/47965171-a3e3-df13-6995-dfc5b66b0829.png)
IPython とは、Anaconda に付属している、python シェルです。  
コードを打ち込んで実行できます。  
とりあえず、

```py
exit()
```

でシェルから抜けましょう。

# エディタ・IDE

プログラミングを行うには、今インストールしてきたもの以外に、「テキストエディタ」もしくは「統合開発環境」と呼ばれるものが必要です。  
これらは、「コードを書く」ためのソフトです。
テキストエディタは最低限の機能で、統合開発環境、通称 IDE は多機能という感じです。
メモ帳という、Windows 標準のものもありますが、使いにくいので、別途インストールしましょう。

おすすめは、`PyCharm`です。  
Python 専用の IDE で、非常に優秀なソフトです。  
有料版と無料版がありますが、基本的には無料版で事足りると思います。フレームワークでの開発などとなってくると有料版が良いと思いますが。

## JetBrains Toolbox のインストール

PyCharm は、`JetBrains`というチェコの企業が開発しています。  
JetBrains 社は、ほかにも`Intellij IDEA`や`RubyMine`といった、便利な IDE を開発しています。  
それらを管理するためのソフトが`JetBrains Toolbox`です。  
公式サイトからインストールするより、Toolbox を使うほうが便利なので、利用しましょう。  
[このサイト](https://www.jetbrains.com/ja-jp/toolbox-app/)から、インストーラをダウンロードします。  
インストーラを実行すると、簡単にインストールできます。

## PyCharm のインストール

Toolbox を起動して、`PyCharm Community`を`install`します。

## PyCharm の初期設定

初回起動時は少し戸惑いがちなので、解説します。  
起動したら、+のマークをクリック。  
`Location`は、プロジェクトの保存場所です。特に理由がなければ、C ドライブのドキュメントもしくは D ドライブに`Python`などとディレクトリを作成しておいて、その中にプロジェクトを作成しましょう。  
その下の`Virtualenv`は、`生の Python + pyenv + Poetry`ならそのままで、`Anaconda`なら`conda`に変更しましょう。  
あとは、`CREATE`でプロジェクトを作ります。

## PyCharm以外の選択肢

また、Anaconda を利用している場合は、`JupyterLab`や`Spyder`などの IDE が付属していますので、そちらでも構いません。  
あと、変態な人は是非 Vim をお使いください。Vim 最高 Vim 最高 Vim 最高 Vim 最高

# 環境構築終了です！！おめでとうございます！！！

環境構築は、プログラミングで一番挫折しやすいところです。  
なので、失敗は当たり前。  
うまくいかなかったら、もう片方の方法や、別のサイトで紹介されている方法で試してみてください。

# 参考

[Windows 10 で Python のインストールから Poetry と pyenv の利用](https://qiita.com/kerobot/items/3f4064d5174676080585)

# 最後まで読んでいただき、ありがとうございました！