02. 環境構築

5分で簡単!Python3インストール(Anaconda、Jupyter Notebook環境構築 - Windows、Mac編)

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Anaconda、Jupyter Notebookを利用したPython3の環境構築方法を初心者向けに解説した記事です。Mac、Windows別に、Python3の環境構築については、これだけを読んでおけば良いよう、徹底的に解説しています。
 
「Pythonを始めたいけれど、どうすればいいかわからないな。」「初心者でも簡単にインストールできるのかな?」「すぐに始めたいけど、どうすればいいのかな?」「無料で始められるのかな?」「いろんな用途で、幅広く使えるようにしたいな。」
 

本記事では、このような疑問にお答えします。

Anaconda(アナコンダ)とは

Anaconda(アナコンダ)とは、データサイエンスに特化したプラットフォームで、データサイエンスに適したライブラリや便利な機能を有しています。Anacondaの中には、PythonやRなどのデータサイエンスに良く利用される言語のパッケージも含まれています。Anacondaは無料で利用することができ、簡単にインストールすることができます。本サイトでは、AnacondaをインストールすることでPythonを利用できる環境を整えていきます。

Pythonには、2.x系列と3.x系列がありますが、一部の機能において、互いに互換性がありません。本サイトでは、最新の3.x系列を使っていきます。

それでは、Anacondaのインストールを進めていきます。Windows編とMac編に分かれていますので、使っている環境の手順を元にインストールしてください。

>>「AnacondaでPythonのインストール(Windows編)」の章へ移動

>>「AnacondaでPythonのインストール(Mac編)」の章へ移動
 

 

AnacondaでPythonのインストール(Windows編)

まず初めにAnacondaのインストーラーをダウンロードする必要があります。以下のAnacondaのダウンロードサイトへアクセスして下さい。

https://www.anaconda.com/download/

 

サイトへのリンクをクリックすると以下のような画面が表示されます。Python 3.x versionのDownloadボタンをクリックして、インストーラーをダウンロードします。

 
インストーラーのダウンロードが完了したら、次にダウンロードした exe ファイルをダブルクリックして起動します。そうすると「Welcome to Anaconda」と書かれた画面が起動しますので、Nextボタンをクリックして次の画面に進みます。

 
次にライセンスの確認画面が表示されますので、内容を確認したら「I Agree」ボタンをクリックして次の画面に進みます。

 
現在ログインしているユーザーとしてインストールするか、コンピュータ全体にインストールするかを選択する画面が表示されます。「Just Me」を選択したまま「Next」ボタンをクリックして次の画面に進みます。

 
インストール先のディレクトリを選択する画面が表示されます。変更する必要はないですが、変更したい場合は、「Browse」ボタンを押して変更先のディレクトリを選択して下さい。インストール先を確認・選択して「Next」ボタンをクリックして次の画面に進みます。

 
次にインストールのオプションを選択する画面が表示されます。ここでは、「Register Anaconda as my default Python 3.x」(Anaconda をデフォルトの Python 3.x として登録する)にチェックを付けて、「Install」ボタンをクリックし、インストールを開始して下さい。

 
「Install」ボタンを押すと、インストールが開始します。インストールが完了すると、次のように「Completed」という表示に変わりますので「Next」ボタンをクリックして次の画面に進みます。

 
「Thanks for installing Anaconda3! 」と表示されたら全てのインストールが完了です。「Finish」ボタンをクリックしてインストーラーを終了させます。

 
これでWindowsへのAnaconda のインストール作業は全て終わりました。それでは次のMac編を飛ばして、以下ののリンクからその次の「Anaconda Navigatorの起動」の章へ移動しましょう。
>> 「Anaconda Navigatorの起動」の章へ
 

 
 

AnacondaでPythonのインストール(Mac編)

まず初めにAnacondaのインストーラーをダウンロードする必要があります。以下のAnacondaのダウンロードサイトへアクセスして下さい。

https://www.anaconda.com/download/

 

サイトへのリンクをクリックすると以下のような画面が表示されます。下の画面の白い帯状の領域に「Windows」、「macOS」、「Linux」と表示されていますので、「macOS」をクリックし、その下に「Anaconda X.X.X For macOS Installer」と表示されているのを確認してください。X.X.Xの箇所は最新のバージョンの数値が表示されています。
 
次に「Python 3.x version」の「Download」ボタンをクリックして、インストーラーをダウンロードします。

 
ダウンロードしたインストーラーパッケージをダブルクリックして起動します。起動が終わると「ようこそ」と書かれた画面が表示されるので、「続ける」ボタンをクリックします。

 
次に「大切な情報」と書かれた画面が表示されますので、内容を確認し、「続ける」ボタンをクリックします。

 
すると使用許諾契約が表示されます。こちらも内容を確認し、「続ける」ボタンをクリックします。

 
インストール先を選択する画面が表示されますので、「自分専用にインストール」を選択します。ユーザーのホームディレクトリがインストール先になります。Anacondaは、デフォルトでは macOS にログインしているユーザーのホームディレクトリにインストールされます。例えば user1 というユーザーでログインしていれば /Users/user1/anaconda にインストールされます。
 
※次のように「この場所にはAnaconda3をインストールできません。」とワーニングメッセージが表示される場合がありますが、「自分専用にインストール」をクリックして下さい。

 
「自分専用にインストール」を選択し、「続ける」ボタンをクリックします。

 
次の画面では、再度インストール先を確認されますが、そのまま「インストール」ボタンをクリックして進んで下さい。そうするとインストールが開始されます。インストールの完了を待ちます。

 
インストールが完了すると次の画面が表示されますので、「閉じる」ボタンを押してインストーラーを閉じます。

 
以上でMacへのAnacondaのインストール作業は全て終わりました。
 
 

Anaconda Navigatorの起動

Anaconda Navigatorでは 、Pythonの統合開発環境である「Spyder」(スパイダー)や、Webブラウザ上でPythonプログラムの実行、結果確認を行なえる「Jupyter Notebook」(ジュピター・ノートブック)などの各種ツールを起動したり、環境を構成したりすることができます。

「Jupyter Notebook」については、次の章で詳しく説明します。また「Jupyter Notebook」はコマンドプロンプトからも起動することができます。またPythonの統合開発環境である「Spyder」についても、後続の章で詳しく紹介してく予定です。

それでは、Anaconda Navigatorを起動してみましょう。

Windowsでは、Anaconda のインストールが完了すると、スタートメニューに「Anaconda」フォルダが追加されます。その中に「Anaconda Navigator」というアイコンがありますので、クリックして下さい。

 

一方でmacOSでは、Finderのアプリケーションから「Anaconda-Navigator」を起動することができます。Anaconda Navigatorを起動すると次の画面が表示されます。

 

 

Jupyter NotebookにおけるPythonの基本操作

Jupyter Notebook(ジュピター・ノートブック)とは、ブラウザ上で動作するプログラムの対話型実行環境です。ノートブックと呼ばれるファイルにプログラムを記述し、実行結果を逐次確認しながら、データ分析を進めることができます。またJupyter Notebookはオープンソースで公開されていますので、無料で利用することができます。

 

Jupyter Notebookの起動

Anacondaをインストールした際にJupyter Notebookも合わせてインストールされています。Jupyter Notebookを起動するには、「スタートメニュー」から「Anaconda3 (64-bit)」を選択し、その配下にある「Jupyter Notebook」を選択します。

するとブラウザが起動し、次の画面が表示されます。

画面の左側には、フォルダ・ファイルの一覧が表示されています。この一覧の中のフォルダの階層から、作業を行なうフォルダを選択してください。

作業するフォルダを選択した後、右側の「New」メニューより「Python3」を選択してください。

選択するとブラウザ上に新しいタブが作成され、次のような画面が表示されます。画面の中に青枠で囲まれた領域を「セル」と言い、この中にプログラムを記述していきます。セルの左端にはIn[n]と表示されており、nは実行時に連番が表示されます。

試しに簡単な計算を入力して結果を表示させてみます。セルの中に 1 + 3 と記述して実行します。

赤枠で囲ったボタンが実行ボタンになります。実行ボタンを押して、プログラムを実行します。

実行するとセルの下に結果が表示され、次のセルが追加されます。実行結果は、セルの下に出力されます。実行された結果の左側にOut[n]と出力されます。(nはIn[n]に対応する番号です。)(実行結果によっては、Out[n]が表示されないものもあります。)

同様に計算式を記述し、実行ボタンを押すことで、またその下に結果が表示されます。

今回は簡単な計算式で試してみましたが、これがPythonのプログラムの場合も同様に、プログラムをセルに記入し、実行ボタンを押すと、その下に結果が表示され、実行結果を確認することができます。そしてさらにその下のセルに続けてプログラムを記述していくというような流れで、順次結果を確認しながらコーディングしていくことになります。

また1つのセルには、1行だけでなく、複数行に渡ってプログラムを記述することもできます。

詳しくは後ほどの章で紹介しますが、実行結果には次のようなグラフなども表示させることができます。

 
 

エディットモード・コマンドモード

Jupyter Notebookのセルには、「エディットモード」と「コマンドモード」の2つのモードがあります。上下キーやマウスなどでセルを選択し、「エンター」キーを押すと、セルの周りの枠線が緑色になり、そのセルは「エディットモード」になります。
 
また、セルの中の灰色の入力エリアをクリックしても、同様にエディットモードになります。エディットモードは、セルに対してプログラムなどを入力する為のモードです。

 
セルを選択し「エスケープ」キーを押すと、セルの周りの枠線が青色になり、そのセルは「コマンドモード」になります。またセルの外側のエリア(赤枠で囲ったエリア)をクリックしても、同じくコマンドモードになります。コマンドモードは、セルの削除や追加など、セル自体に対して何らかの操作を行う為のモードです。

 
 

Jupyter Notebookのショートカットキー

Jupyter Notebookには便利なショートカットキーが用意されています。例えば、プログラムの実行には、先ほどの実行ボタンを押す代わりに、「Shift」キーを押しながら「Enter」キーを押すことで、セル内のプログラムを実行し、その下に新しいセルを追加することができます。(以降では、1つのキーを押しながら、もう一方のキーを押す場合、「Shift + Enter」のように記載します。)
 
また新しいセルを追加せず、セル内のプログラムを実行する場合、「Ctrl + Enter」キーを押します。セルの削除は、セルを選択し、エスケープキーを押してコマンドモードにしてから「D」キーを2回押すと、削除することができます。その他にもたくさんのショートカットキーが用意されており、メニューの「Help」から「Keyboard Shortcuts」を選択すると、一覧を確認することができます。

 
一覧では、コマンドモードとエディットモードにそれぞれショートカットキーが記載されています。

 
 

ファイル名の編集とファイルの保存

Jupyter Notebookに入力した内容は保存することができます。保存はツールバーのフロッピーディスクアイコンをクリックすると保存できます。

 
保存する際に付けられるファイル名は、画面左上の「jupyter」ロゴの横に表示されています。

 
デフォルトでは「Untitled」となっていますので、これを変更する為には、「Untitled」と表示されているところをクリックします。すると次のようなウィンドウが表示されますので、名前を変更し、「Rename」ボタンを押します。ここでは名前を「Python Basic_1」に変更してみます。

 
するとタイトルが「Python Basic_1」に変わりました。

 
ここからは、先ほどのフロッピーディスクアイコンをクリックして保存し、メニューの「File」から「Close and Halt」を選択して画面を閉じます。

 
そしてJupyter Notebookを起動した時に表示された画面に戻ると、フォルダ・ファイル一覧の中に先ほど保存した「Python Basic_1」が追加されていることがわかります。タイトル「Python Basic_1」をクリックすると、その内容を確認、編集することができます。

 

Jupyter Notebookでのファイルの共有

Jupyter Notebookではファイルを「.ipynb」という独自の形式でダウンロード、アップロードすることができます。このファイルを共有することで、他の人のプログラムを自分のJupyter Notebook環境へアップロードして実行結果を確認したり、自分のプログラムをダウンロードして配布することで、他の人がプログラムや実行結果を確認したりすることが簡単にできます。

まずはJupyter Notebookから「.ipynb」ファイルをダウンロードする方法から見て行きましょう。フォルダ・ファイル一覧の中から先ほどの「Python Basic_1」の横のチェックボックにチェックを付けます。するとメニュー「Duplicate」、「Rename」、「Move」、「Download」、ゴミ箱アイコンが現れます。

各メニューの機能は次のようになります。
Duplicate:選択したファイルのコピーを作成する。
Rename:選択したファイルの名前を変更する。
Move:選択したファイルの保存先ディレクトリを変更する。
Download:選択したファイルをダウンロードする。
ゴミ箱アイコン:選択したファイルを削除する。

ここでは「Download」を選択することにより、ダウンロード先を指定してファイルを保存することができます。そのファイルを他の人に配布することができます。

そして次に受け取った「.ipynb」ファイルのアップロード方法を説明します。ここでは例として、「Python Basic_2.ipynb」ファイルをアップロードしてみます。画面の右上にある「Upload」を選択します。

すると「アップロードするファイルの選択」ウィンドウが出てきますので、アップロードしたいファイルを選択してください。ここでは、「Python Basic_2.ipynb」ファイルを選択します。

ファイルを選択すると、一覧に「Python Basic_2.ipynb」が「Upload」ボタンと共に表示されますので、ボタンを押します。

するとアップロードが開始され、完了すると一覧に「Python Basic_2.ipynb」が追加されます。

 
 
著書の紹介です。


 

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インストールが終わりましたら、次にチュートリアルに取り掛かるのが良いかと思います。初心者向けに抑えておくべき重点項目について解説しています。

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