Pythonはどんな言語？学ぶメリットと注意点・実際の活用事例

「プログラミング言語『Python』とは、一体どんな言語だろう？」
「Pythonに興味があるから、特徴や何ができるのかを教えて！」

数あるプログラミング言語の中で、「Python（パイソン）」は特に人気・需要ともに高い言語です。そのため、これからプログラミング学習を始める上で、Pythonを勉強したいと考えている方も多いでしょう。

そこで本記事では、初心者向けにPythonの概要・特徴・できること・文法の基礎などを分かりやすく紹介します。ぜひ、Python入門としてご参考ください。

※記載内容は2024年3月公開時点での情報です。最新情報等は公式サイトをご確認ください。

この記事は現役エンジニアによって監修済みです。

Python（パイソン）とは？

「Python(パイソン)」とは、おもにアプリ開発や機械学習分野で採用されている、サーバーサイドのプログラミング言語です。

Pythonの由来は英語の「ニシキヘビ」であり、言語のロゴもニシキヘビをモチーフとして作られています。

Pythonはコードが書きやすく、プログラミング初心者にも理解しやすい文法が特徴。

使用用途としては、Python用のフレームワークを用いたアプリ開発や豊富なライブラリを活用したデータ分析や機械学習、AIの開発、ディープラーニングなどがあります。

Pythonの歴史

Pythonは、オランダ人のグイド・ヴァンロッサム氏によって作成された言語です。

またその言語の語源は、イギリスのテレビ局BBCのコメディ番組「空飛ぶモンティ・パイソン」が語源であると言われています。Pythonの歴史を時系列で簡易的に振り返ると、以下の通りです。

• 1991年：Python 0.9x 公開
• 1994年：Python 1.0 公開
• 2000年：Python 2.0 公開
• 2008年：Python 3.0 公開

Python 3.X版は、ほぼ毎年バージョンアップが実施されており、現在の最新バージョンは「Python 3.12」です（2024年2月時点）。

Pythonのシェア率は？

出典元：IEEE Spectrum

IEEE Spectrumが発表した『Top Programming Languages 2023』によると、2023年の人気プログラミング言語として、Pythonは継続して1位を獲得しました。

Pythonを使用する職種としては、機械学習エンジニアやデータサイエンティスト、そして機械学習の中でも特に近年流行しているディープラーニングのエンジニアなどです。

また、組み込み型プログラムの開発やWebアプリ開発にも採用されています。

このように、システム開発におけるあらゆる分野でPythonはシェアを伸ばしており、今後も楽しみな言語だといえるでしょう。

Pythonの特徴

Pythonの主な特徴は、以下の4点です。

• 誰が書いてもコードが同じになる言語
• 汎用プログラミング言語
• 動作環境を選ばない
• 豊富なライブラリ

それぞれの特徴について解説します。

誰が書いてもコードが同じになる言語

Pythonは、誰が書いてもコードが同じようになる言語を意識して作られています。

そのため、コードを読むときはその意図を汲み取りやすく、コードを書くときもどのように書けばいいのか迷うことは少ないでしょう。

そして、読みやすい言語ということは、学習がしやすいということでもあり、比較的低い学習コストで熟練することが可能です。

また、Pythonは構造をわかりやすくするためにプログラムの書き出し位置を調整する「インデント」を導入しており、読みやすいプログラムを実現しています。

さらに、オブジェクト指向により、複雑な処理においてもクラスやオブジェクトを用いてプログラムを組むことが可能です。

Pythonは初心者向けの言語かつ、今話題のAIプログラミングも可能であるため、ITエンジニアならばぜひともおさえておきたい言語といえるでしょう。

エラーも直しやすい

Pythonはコンパイル作業が不要なインタプリタ言語です。機械語に変換して実行するため、処理速度はコンパイル言語よりも遅くなりますが、実行・結果表示・確認・修正のサイクルを回しやすい点がメリットです。

Python 3.10からはエラーメッセージの表示機能が改善され、「Better error messages」という新しい機能が追加されました。

この機能によって、ユーザーはエラーの確認と内容に気づきやすくなり、すばやく修正に取り掛かることができます。

汎用プログラミング言語

Pythonは汎用プログラミング言語とも呼ばれています。

これは、特定の用途に特化していない言語を表しており、Pythonを使用することで実現できることは多岐に渡ります。

例えば、パソコン上の書類整理やフォルダ管理などをPythonプログラミングで自動化したり、研究開発における科学技術計算をPythonで行ったりと、使い方は多種多様。

Pythonでできることについては、後述の「Pythonで何ができる？」をご覧ください。

動作環境を選ばない

Pythonの動作・実行環境はmacOS・Linux・Windowsのいずれでも可能です。

PCにインストールすれば、ローカル環境としてプログラムを実行できます。一方、環境をはじめから構築する必要がないクラウド環境でもPythonは動作します。

マシンのスペックによって実行速度は変わりますが、動作環境を厳密に選ばない点ですぐれた言語といえるでしょう。

※WindowsのみPythonをインストールする必要がありますが、すでにPythonがインストールされている他のOSでも、最新バージョンにするために追加インストールが必要となる場合があります。

豊富なライブラリ

AI開発においては、Python以外にもJavaやC++などのプログラミング言語でも可能です。

しかし、そのような事例はまれで、特別な理由がない限りは「AI開発するならPython」といっても過言ではありません。

その理由は、AI開発を強力にサポートする便利なライブラリが豊富にそろっているからです。

例えば、数値計算ライブラリである「Numpy」を活用すると、AI（特にディープラーニングを用いるもの）を作成する際に必須となる行列の計算などが簡単に実装できます。

あるいは、統計処理やデータ分析に役立つ「Pandas」というライブラリ、機械学習の様々なモデルが利用可能となっている「scikit-learn」などのライブラリも存在します。

そして、このようなライブラリは使用方法のまとめブログやネット記事などが多くウェブに存在しており、学習も容易。

AI関連以外にも、アプリ開発に役立つ「Flask」や「Django」などもそろっています。

Djangoを使えばWebアプリケーションも開発できる

Django（ジャンゴ）は、Pythonで作成された無料のWebアプリケーション用フレームワークです。

フレームワークは開発に役立つ機能をまとめたもので、共通の処理部分を自動的に作成します。コードの書き方が人によって異なる心配がなくなり、プログラムの作成にかかる時間の短縮やコードの可読性が上がるといったメリットも。

Djangoの利用によって、WebサイトやSNS、コンテンツの管理システムといったさまざまなサービスが作成できます。

有名企業のPython活用事例

有名企業のPython活用事例として、以下の事例を紹介します。

• Google
• YouTube
• Instagram
• Spotify
• Dropbox

Google

Googleでは、画像検索や写真保存サービス「Google フォト」の管理にPythonが活用されています。社内で使われる標準言語のひとつとして導入され、クラウドサーバー上でコードを実行できる独自のサービス「Google Colaboratory」内でもPythonを扱うことができます。

YouTube

YouTubeは膨大な動画コンテンツを扱うサービスとして、検索やアカウント管理にPythonを採用しています。Pythonで記述されたライブラリ「OpenSearch」を検索に導入しているため、入力した内容を高速で結果に表示させられます。

Instagram

Instagramの開発では、バックエンドシステムにPythonのフレームワークであるDjangoを使用しています。高速検索・高速表示を可能にするために、プラグイン不要で導入後すぐに機能するDjangoが選ばれたといわれています。

Spotify

Spotifyは世界最大の音楽配信サイトとして、日々更新される音源を豊富に扱っています。楽曲の中からユーザーへのおすすめを表示する機能やプレイリストに、機械学習としてDjangoが採用されています。

Dropbox

写真・動画・テキスト・文書などを保存できるDropboxは、システムから履歴へのアクセス、ファイルの共有といった機能までPython・Djangoを使用しています。Pythonの開発者がGoogleを退社し、Dropboxに入社したことでも話題となりました。

Pythonで何ができる？

Pythonでできることをまとめると、次の5つです。

• アプリケーション作成
• データ分析
• 機械学習
• Webスクレイピング
• ブロックチェーンに関連した開発

これらの内容について解説します。

アプリケーション作成

Pythonはアプリ開発に適したプログラミング言語であり、有名なWebサービスではYouTubeやInstagramなどに使われています。

Pythonには、Webアプリ開発に便利なフレームワークがあり、特に有名なものは「django」と「Flask」です。

djangoでAIを使ったWebアプリの作成

出典元：django

djangoはPythonを用いてWebアプリケーションを作成できるフレームワークです。

高速に開発できることや強固なセキュリティ、そして多くの人に利用されていることなどを特徴としています。

djangoを使用することでの利点は、Pythonを用いたデータ分析のプログラムや人工知能プログラムをWebアプリケーションに搭載しやすいということです。

そのためデータ分析のプログラムをWebアプリで使いたい場合には、Pythonとdjangoを学習するのがもっとも学習効率の高い勉強方法であると言えます。

FlaskでシンプルなWebアプリの作成

出典元：Pallets

djangoと同様にFlaskもWebアプリケーションのフレームワークです。

Flaskはとてもシンプルな作りをしており、簡単なアプリケーションを実装して実行するような場合にはとても便利なフレームワークとなっております。

フレームワークの使用方法もとても単純で、初心者でもわかりやすいように作成されています。初心者で簡単なアプリから試したような場合にはFlaskを使用するのがおすすめです。

Flaskはとても実行が簡単なフレームワークですが、その反面複雑な機能を実装することにはあまり向いていません。

そのため、自分がどの程度複雑なアプリケーションを作成したいかによって選択するフレームワークを変えるのが良いでしょう。

データ分析

Pythonは、データ分析にも適したプログラミング言語です。

企業が保有するビッグデータを解析することで、ビジネス課題の発見や売り上げアップの施策などを合理的に立てられます。

また、Pythonプログラミングや解析ツールを用いてデータ分析を行い、企業の経営課題や収益改善などの提案を行う職種を「データサイエンティスト」といいます。

機械学習

機械学習とは、AIにおける研究分野の1つで、人間が学習するのと同じようにコンピュータ自身が学習し、データパターンやルールを導き出す仕組みのことです。

機械学習の活用事例としては、自動運転技術・チャットボット・画像認識アプリ・需要予測システムなどがあります。

Webスクレイピング

Webスクレイピングとは、Webサイトから特定のデータを抽出する手段の1つです。

Webスクレイピングを活用することで、複数のウェブサイトから特定のデータを抽出して比較したり、表やグラフにして保存しマーケティングなどに活用できます。

Pythonには、「BeautifulSoup」や「Selenium」といったWebスクレイピングに役立つライブラリがそろっています。

ブロックチェーンに関連した開発

暗号技術を用いて取引の記録を分散処理・分散記録する「ブロックチェーン技術」は、世界的に取引されている仮想通貨にも用いられている技術です。

Pythonを使えば、分散型台帳の実装が可能になります。基本的なしくみを理解していくと、IoTや医療といった分野にも技術を応用できるようになり、開発の幅が広がっていきます。

Pythonで開発する際の注意点

Pythonで開発する際は、以下の3点に注意が必要です。

• 実行速度が遅い
• Webデザインやゲームの開発などは苦手
• インデントがずれるだけでエラーになる

それぞれの注意点について確認していきましょう。

実行速度が遅い

Pythonは変数宣言の必要がなく、シンプルな記述でSNSやWebサービスを構築できます。一方、実行速度が遅いため並列化やGPUを使うライブラリの導入、スペックの高いPCを使うといった工夫が必要です。

Webデザインやゲームの開発などは苦手

大量のデータを扱うゲームの開発は、Pythonの苦手なもののひとつです。膨大な情報を処理しようとすると速度が落ちてしまうため、C++などの高速な言語が適しています。

Webデザインについては、サイトを構成するHTMLや装飾のためのCSS、動きをつけるJavaScriptが使われます。

インデントがずれるだけでエラーになる

インデント（字下げ）がずれると、「IndentationError」が発生します。予期しないインデントがあるという意味で、if文やfor文の中に多くみられます。

Pythonが活躍する仕事

Pythonは、次のような仕事に活かすことができます。

• Webエンジニア
• データサイエンティスト
• AI・機械学習エンジニア

新しいWebサービスの登場、ビッグデータの活用などが期待されているため、上記の3分野はいずれも高い需要が期待できる職業です。

Webエンジニア

Webエンジニアは、顧客の求めや仕様に沿ってデータの収集・分析やWebアプリケーションの開発を行う仕事です。

業務を効率化するアプリケーションの開発、企業が運営する会員ページやECサイトの実装、保守や修正対応を引き受けることもあります。

近年では機械学習やAIの活用、データサイエンス分野の進展にともない、情報収集用ツールの開発需要も高まっています。

データサイエンティスト

データサイエンティストは、膨大なデータ（ビッグデータ）を膨大なデータなどを収集して解析し、加工する仕組みを設計して運用する仕事です。

オンライン上にある多くのデータを効率的に集めて整頓し、必要な情報を抽出して分析するため、統計学やプログラミングの幅広い知識が求められます。

データサイエンティストによって解析された情報は、事業戦略やサービスの改善などに活用されます。

AI・機械学習エンジニア

AIエンジニアとは、AI（人工知能）技術を駆使してシステムの構築やソフトウェアを開発する仕事です。

AIに関する知識があり、Pythonのような機械学習に適した言語を用いて開発研究を行うため、論理的な思考力や日進月歩の技術に対応する応用力が求められます。

データをAIに学習させ、そこから金融や医療、製造といった分野に応用させていくことから、将来性が期待できる職業として注目されています。

Pythonの文法

本章では、Pythonの基本的な文法を4つ紹介します。

• 文章の出力
• 四則演算
• 繰り返し
• 条件分岐

紹介するコードについては、その場でプログラムの実行を試すことが可能な「Welcome to Python.org」にて実行しています。

文章の出力

「Hello World!」と出力するプログラムを作成する場合の記述方法は次のとおりです。

Pythonでは、「print()」と書き、()の中に「”Hello World!”」と出力させたい文章を書き入れます。

Java・Cの出力方法と比較すると、Pythonがシンプルな記述であることがわかります。

 

言語	プログラム
Python	print(“Hello World”)
Java	class Hello { public static void main(String[] args) { System.out.println(“Hello, World!”); } }
C	#include <stdio.h> int main() { printf(“Hello World\n”); return 0; }

 

四則演算

足し算は「+」、引き算は「-」、掛け算は「*」、割り算は「/」、を用いて記述。

また、割った余りを取得することも可能で、「%」を使用します。

繰り返し

例えば、「Hello World!」を10回表示したい場合、「print()」を10回繰り返し自分で書くことでも実現は可能です。

しかし、繰り返し回数が100回・1000回となると、とても現実的ではありません。そのような場合に便利なのが、繰り返しに使用する「for文」です。

for文を使用することで、繰り返される処理を一度記述して、繰り返す回数を指示することで繰り返しを実行することが可能となります。

上記の画像は「Hello World!」を10回表示するプログラムで、「range」の中の数値が繰り返しの回数を示しています。

forのある行が意味するのは、「iを0から9まで10回処理を実行する」です。ここで注意するべきなのはiは「1から10」ではなく「0から9」であること。

試しに、同じ繰り返しでiを表示させてみましょう。

上記を確認すると、iを10回分表示していますが、表示は「0から9」となっています。

このように、プログラミングでは数字のスタートが0であることがよくありますので、覚えておくと良いでしょう。

条件分岐

上記の画像は、ある数字aが9より大きいかどうかを判定して、大きい場合には「”a is bigger than 9”」と出力するプログラムです。

Pythonにおける条件分岐の基本形は、「if 条件式 : 条件式が真（true）の場合の処理」という形です。

また、条件式が偽（false）の場合の処理を書くときは、「else : 条件式が偽（false）の場合の処理」を追加します。

Pythonのインストール方法

Pythonは、Windows/Mac/Linuxに関わらず、インストール可能です。

Pythonのダウンロードは公式サイトから行います。公式サイトに進み、最新版のPythonをダウンロードしましょう。

ダウンロードが終了しパッケージを開くと上記のような画面が出るので、続けるを押し続けるとインストールが完了します。

過去バージョンもありますが、特別な理由がある場合を除いて、基本的には最新版をインストールするのが無難です。

Pythonの学習方法

Pythonの学習方法は次の3タイプに分けられます。

• オンライン講座
• プログラミングスクール
• 書籍

プログラミングはWeb上で学べるコンテンツが豊富で、スクールへの通学に加えて、自宅や外出先でも学べる独学方法も選べます。

オンライン講座

オンライン講座は、Pythonをはじめ主要なプログラミング言語をカバーし豊富な講義内容が聴講できる方法です。

スクールに通う必要がないため、在宅で勉強したい方に適しています。参考書のようなテキストベースの学習で挫折しやすい方にも向いています。

Pythonのエキスパートや現役のエンジニアによる本格的な講座に加えて、独学や独習でPythonを学んだ人の実体験や気付きなども参考になるでしょう。

プログラミングスクール

プログラミングを専門に学べるスクールは、単発の講座から数ヶ月以上の時間をかけて行う本格的なコースまで選べます。

専門的なスキルや経験をもつ講師のもとで実践的に学んでいくため、不明点を解決しながら理解を深められます。

スクールによっては就職・転職支援や学習相談を行っているため、サポートを受けながら学びたい方にもおすすめです。

書籍

Pythonは将来性の高い言語のため、参考書や書籍の種類が豊富です。書籍で学ぶ方法は、オンライン学習と同じ独学方法ですが、必要な情報をまとめて確認したい場合に適しています。

書籍では要点や間違いやすいポイントを絞り込んで掲載しているため、Webサービスのように「コードを入力しなければ次のステップに進めない」といった心配がありません。

Python初心者におすすめな学習本

本章では、Python初心者におすすめな学習本を厳選して4冊紹介します。

• スッキリわかるPython入門
• Python実践データ分析100本ノック
• スッキリわかるPythonによる機械学習入門
• Python2年生 スクレイピングのしくみ

スッキリわかるPython入門

プログラミングを経験したことがない人にもわかりやすいように、Pythonの文法を丁寧にわかりやすく説明しています。

プログラミング全般としておさえておきたい引数や戻り値などの仕組みも学べます。

初めてPythonを学習する方は、まずは本書から始めるのがおすすめです。

Python実践データ分析100本ノック

本書は、実際のビジネス現場を想定したデータ分析の例題100問をまとめた一冊。

Pythonの文法をひととおり理解し、「実用的なプログラムを組んでみたい」と思ったら、本書を参考にしながらデータ分析を体験してみてください。

スッキリわかるPythonによる機械学習入門

スッキリわかる入門シリーズの機械学習編です。

本格的な機械学習プログラムを組むとなると、高度な数学知識や統計学の知識が求められるため、初心者にはハードルが高いでしょう。

しかし、本書は丁寧な解説とイラストを用いて、実際に手を動かしながら学習できます。

Python2年生 スクレイピングのしくみ

本書は、PythonによるWebスクレイピングの基礎を学べる一冊です。

かわいい動物キャラクターと会話形式による解説で、非常に読みやすい構成。

本書では、HTML解析・データ加工・オープンデータの分析・Web APIによるデータ収集などを紹介しています。

Pythonで簡単なアプリ開発に挑戦してみよう

初心者向けにPythonの概要・特徴・できること・文法の基礎などを紹介しました。

Pythonは、汎用性が高くWebアプリ開発・機械学習・データ分析など、あらゆる場面で活用が期待されています。

人気・需要ともに高い言語なので、これからプログラミングを始めたい方はPythonを勉強してみるとよいでしょう。

ひととおり文法を理解したら、簡単な自動化ツールやアプリ開発に挑戦してみてください。

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