ex03note4.ipynb

{
 "cells": [
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "# AProg2020 ex03 Notebook その4\n",
    "\n",
    "AProgのページ https://www-tlab.math.ryukoku.ac.jp/wiki/?AProg/2020"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "---\n",
    "## モジュールを使う (pp.107-112)"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### モジュールを import する (pp.107-109) "
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": null,
   "metadata": {},
   "outputs": [],
   "source": [
    "import random                 # randomモジュールを読み込む\n",
    "\n",
    "print(random.random())        # 0 <= x < 1 の乱数を得る（浮動小数点数）\n",
    "print(random.randint(0, 6))   # 0 <= x <= 6 の乱数を得る（整数）\n",
    "a_list = [0, 1, 2, 3, 4, 5]\n",
    "random.shuffle(a_list)        # リストをランダムに入れ替える\n",
    "print(a_list)\n",
    "print(random.choice(a_list))  # リストの要素をひとつランダムに選ぶ"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "上記で利用している `random` というモジュールは Python の標準ライブラリに含まれているモジュールの一つである．\n",
    "```\n",
    "import random\n",
    "```\n",
    "を実行すると，この `random` モジュールに含まれている `hoge()` という関数を `random.hoge()` という形で呼び出すことができるようになる．"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "次の例は，matplotlib というライブラリを使ってグラフを描画するコードである．"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": null,
   "metadata": {},
   "outputs": [],
   "source": [
    "import matplotlib.pyplot    # matplotlib.pyplot モジュールを読み込む\n",
    "\n",
    "X = [ -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3]\n",
    "Y = [ (x-2)*x*(x+2) for x in X ]   # （よだんだよん） 「リスト内包表記」という書き方．forループしてリストを作る処理を簡潔に書ける（p.236）\n",
    "\n",
    "matplotlib.pyplot.plot(X, Y, color = \"green\", marker = \"o\", linestyle = \"dashed\")   #  plot 関数を呼び出す（名前が長い...）"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "上記では， `matplotlib` というグラフ描画ライブラリの中の `pyplot` というモジュールを普通に読み込もうとして\n",
    "```\n",
    "import  matplotlib.pyplot\n",
    "```\n",
    "と書いている．そのため，`plot()` 関数を呼び出す際には\n",
    "```\n",
    "matplotlib.pyplot.plot(...)\n",
    "```\n",
    "と書かないといけない．長くて面倒くさいと思ったら，次のように `as` を使って別名を付ければすればよい．"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": null,
   "metadata": {},
   "outputs": [],
   "source": [
    "import matplotlib.pyplot as plt     # matplotlib.pyplot モジュールを plt という名前で使えるように読み込む\n",
    "\n",
    "X = [ -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3]\n",
    "Y = [ (x-2)*x*(x+2) for x in X ]   # （よだんだよん） 「リスト内包表記」という書き方．forループしてリストを作る処理を簡潔に書ける（p.236）\n",
    "\n",
    "plt.plot(X, Y, color = \"green\", marker = \"o\", linestyle = \"dashed\")  #  plot 関数を呼び出す（名前 plt.plot で済む）"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "import する際に `as` で `plt` という別名をつけて，\n",
    "```\n",
    "plt.plot(...)\n",
    "```\n",
    "で済むようにしている．"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### from を使ったインポート／モジュールいろいろ (pp.110-112)"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": null,
   "metadata": {},
   "outputs": [],
   "source": [
    "monk_fish_team = [158, 157, 163, 157, 145]\n",
    "volleyball_team = [143, 167, 170, 165]"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": null,
   "metadata": {},
   "outputs": [],
   "source": [
    "# statisticsモジュールを普通に import した場合\n",
    "import statistics \n",
    "\n",
    "print(statistics.median(monk_fish_team)) \n",
    "print(statistics.median(volleyball_team))"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": null,
   "metadata": {},
   "outputs": [],
   "source": [
    "# 「from ほげ import へな」の場合\n",
    "from statistics import median \n",
    "\n",
    "print(median(monk_fish_team))\n",
    "print(median(volleyball_team))"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    " 前者の例では，`statistics` モジュールの `median` 関数を呼び出すには `statistics.median()` と書く必要があるが，後者の例では， `median()` と略記できることがわかる．ただし，この例では `statistics` モジュールの他の関数まで省略形で書けるわけではない．\n",
    " ```\n",
    " from statistics import *\n",
    " ```\n",
    " と書くことで， `statistics` モジュール内の全ての関数などを `statistics` 付けず省略形で書けるようになるが，元から存在する関数など（標準の組み込み関数や自分で作った関数など）と同じ名前のものがあったりすると混乱するので，ご利用は計画的に．"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "ところで，ここまでの例で登場したモジュールについては，ウェブ上にリファレンスが存在している．\n",
    "\n",
    "- `random` モジュールに含まれている関数その他の機能（p.386にも説明あり）:\n",
    "https://docs.python.jp/3/library/random.html\n",
    "- `statistics` モジュールに含まれている関数その他の機能 https://docs.python.jp/3/library/statistics.html\n",
    "\n",
    "これらは Python の標準ライブラリに含まれているモジュールである．以下にアクセスすると，Python の標準ライブラリの詳細等の様々な文書を閲覧することができる．\n",
    "https://docs.python.jp/3/\n",
    "\n",
    "`matplotlib` については，以下へどうぞ．ウェブで検索すれば日本語の情報も見つかるでしょう．\n",
    "- matplotlibのウェブサイト: https://matplotlib.org/\n",
    "- `matplotlib.pyplot` : https://matplotlib.org/api/_as_gen/matplotlib.pyplot.html\n"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "次の例は，以下を参考に作ったコードである（p.356以降も参照）．  https://docs.python.jp/3/library/datetime.html"
   ]
  },
  {
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   "execution_count": null,
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   "outputs": [],
   "source": [
    "import datetime     # 標準ライブラリの datetime モジュールをインポート\n",
    "today = datetime.date.today()                   # 今日の日付\n",
    "birthday = datetime.date(2004, 10, 26)  # 誰かの誕生日\n",
    "delta = today - birthday     # 時間差を表す timedelta オブジェクト\n",
    "print(\"生まれてから\", delta.days, \"日経ったみたいほげ\")"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "日付を変えて実行し直してみよう．"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "次の例は，以下を参考に作ったコードである（p.377以降も参照）．\n",
    "- https://docs.python.org/ja/3/library/sys.html\n",
    "- https://docs.python.jp/3/library/os.html\n",
    "- https://docs.python.org/ja/3/library/getpass.html"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": null,
   "metadata": {},
   "outputs": [],
   "source": [
    "import sys  # 標準ライブラリの sys モジュールをインポート\n",
    "\n",
    "# sys.platform でこのコードを実行してる環境の OS を識別できる\n",
    "if sys.platform == 'win32':\n",
    "    osname = 'Windows'\n",
    "elif sys.platform == 'darwin':\n",
    "    osname = 'macOS'\n",
    "elif sys.platform == 'linux':\n",
    "    osname = 'Linux'\n",
    "else:\n",
    "    osname = sys.platform\n",
    "\n",
    "import os # 標準ライブラリの os モジュールをインポート\n",
    "\n",
    "#  この jupyter notebook が動作しているディレクトリ\n",
    "# (current working directory)を取得\n",
    "cwd = os.getcwd()\n",
    "\n",
    "import getpass # getpass モジュールをインポート\n",
    "username = getpass.getuser()  # ユーザ名を取得\n",
    "\n",
    "print(\"やあこんちは．\")\n",
    "print()\n",
    "print(\"ふむ，僕は\", osname, \"の環境下で動いてるほげね．\")\n",
    "print(\"で，僕が今いる場所は\", cwd, \"ほげね．\")\n",
    "print()\n",
    "print(\"でもって君のIDは\", username, \"ほげね．\")\n",
    "print(\"よろしくほげ．\")"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": null,
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