【Pythonのライブラリ管理ツール】pipインストールを徹底解説！Windowsでも簡単？

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Pythonとpipのインストール

Pythonは、今最も注目される人気のプログラミング言語です。文法が平易で、プログラミング初心者でも比較的に習得しやすく、今話題のAI開発に適していることもあり、注目が集まっています。

ここでは、Pythonに関心のある方、これからPythonを学ぼうと考えているエンジニアの皆さんに向け、Pythonエンジニア必須ツールのpipをテーマに、Pythonパッケージのインストール方法などについて解説していきます。

Pythonの特徴

pipの紹介に入る前に、まずPythonの特徴について確認しておきましょう。

Pythonは、AI分野以外でもさまざまな分野で利用されている人気のスクリプト言語です。PythonはC言語やJavaなどメジャーなプログラミング言語と比べ、構文がシンプルでプログラミング初心者でも習得しやすいというメリットがあります。以下に、Pythonの代表的な特徴を3つ挙げます。

1.シンプルな言語

Pythonはシンプルであることをポリシーとしている言語です。読みやすくて書きやすいのが最大の特徴です。

2.ライブラリが豊富

Pythonはライブラリが充実しており、豊富な標準ライブラリに加え、外部ライブラリも秀逸なため、システム開発が容易になります。

Pythonライブラリには計算や統計処理に適するライブラリが数多くありますが、画像処理・動画処理・自然言語処理・データベース関係のライブラリなど、あらゆる分野のものが豊富に揃っています。

また、Web開発のフレームワークなどがあることも、Pythonがあらゆる分野や用途に利用される大きな要因です。

3.マルチプラットフォーム

PythonはOSを選ばず、Windows・Mac・LinuxなどさまざまなOSに対応できることから、機種やOSを気にせず利用できる点も特徴の1つです。

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pipとは？

pipは、正式名称を「Pip Installs Packages」または「Pip Installs Python」の略称で、Python言語で開発されたPythonライブラリを管理するためのツールです。pipはPythonに標準で附属していることもあり、Pythonパッケージやライブラリを活用するために広く使われています。 pipの利用は、Pythonを利用する上で必須と考えてください。

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Pythonとpipの関係

pipはPythonのライブラリ管理ツールです。Pythonはライブラリが非常に豊富なため、多くの開発ではライブラリを頻繁に利用します。そのため、pipを利用することはPythonを利用する上では当たり前なのです。Pythonとpipは別物ですが、一体と考えてよいでしょう。

Python pipはどこにある？

Pythonは豊富な標準ライブラリを備えていますが、他に膨大な数のサードパーティライブラリを管理するPyPI（Python Package Index）という場所があり、pipもPyPIにあります。PyPIはPythonコミュニティが管理・運営しているレポジトリ（倉庫のような仕組み）で、2020年時点で20万以上のライブラリパッケージが登録されています。

このPyPIからライブラリをインストールする際に、pip（The Python Package Installer）を利用します。

pipはPython3.4以降のバージョンからプリインストールされているため、わざわざpipをインストールする必要はありません。

【参考】：PyPI – the Python Package Index

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Pythonをインストールしよう

ここでは、Windows10環境でのPythonインストールの方法について解説していきます。

Pythonをダウンロードする

Pythonが初めての方は、まずPythonのダウンロードから行います。次のPython公式サイトにアクセスしてください。 Python公式サイトの ダウンロードページからPythonのインストーラをダウンロードします。

画面上部の並ぶメニューの中から「Download」にマウスを合わせると、さらに詳細メニューが表示されますので、「Windows」をクリックします。2021年12月18日時点のPython3のバージョンは3.10.1です。

表示されている『Windows用にダウンロード Python 3.10.1』をクリックしてください。

Pythonをインストールする

次のダイアログ‐ボックスが表示されたら、「Install Now」をクリックします。

PythonのインストールにPathを自動設定する場合は「□ Add Python 3.10.to PATH」にチェックを入れておきます。インストールが開始されると、「Setup Progress」のダイアログボックスが表示され、1～2分程度でインストールが終了します。

インストールが終わると次の「Setip was successful」のダイヤログボックスが表示されますので、「Close」をクリックして画面を閉じます。

pipにまつわるエラーやトラブル

pipにまつわるよくあるエラーやトラブルについて、以下に挙げておきますので参考にしてみてください。

■インストールできない

Pythonのバージョンが古く、pipがインストールされていないケースがあります。その場合、pipを単独でインストールする方法もありますが、最新のPythonをインストールすると自動的にpipもインストールされますので、後者の方法をおすすめします。

■コマンドがみつかりません

「pipコマンドが見つかりません」というエラーは、「Scripts」ディレクトリにパスが通っていないことが原因で起きている可能性が高いです。コマンドプロンプトで「where python」と入力すると、Pythonのインストール先が分かりますので、そのパスをコピーしておきます。

Windowsのスタートボタンを押し、「環境変数」と入力すると、システムのプロパティ画面が表示されます。右下の「環境変数」ボタンをクリックし、表示された画面の上段、ユーザー環境変数の中からPathを選び、編集ボタンを押します。

次に先ほどコピーしておいたパスを張り付け、「python.exe」の部分を削除して代わりに「Scripts」と記述します。これで、「OK」を押せばpipコマンドが使えるようになります。

pipを使ってみる

Pythonがインストールできたら、さっそくpipを使ってみましょう。以下、基本的なコマンドを用いて、簡単な操作をしてみます。

condaとpipのどちらを使う？

Pythonには、AnacondaというPythonの環境構築プラットフォームがあります。AnacondaはPythonの実行環境でcondaコマンドを用いて、ライブラリのインストールなどが行えます。pipとは似ていますが、Anacondaとpipの併用は混乱やトラブルの原因になるため避けた方がよいでしょう。

以前からAnacondaを使っている方は、そのままcondaコマンドを利用し、初めてPythonを使う方はpipを利用するのが良いでしょう。

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pipのバージョンを確認する

pipは、Pythonのインストールと同時にインストールされています。最初にpipコマンドを使ってpipのバージョンを確認してみましょう。コマンドプロンプトを開き、「pip -V」と入力しEnterでpipのバージョンとインストール先のパス、さらにPythonのバージョンが表示されます。

インストール済みのパッケージを確認する

続いて、Pythonと一緒にインストールされたパッケージを確認してみましょう。

コマンドプロンプトで「python -m pip list」と入力します。

ライブラリをインストールする

それでは実際にpipを使ってライブラリをインストールしてみましょう。今回インストールするのは、NumPyです。NumPyは科学技術計算や機械学習などの、ベクトルや行列演算が多用される分野の事実上の標準ライブラリと言える人気のライブラリです。

コマンドプロンプトで「pip install numpy」と入力すると、次のようにPyPIからダウンロードされます。

インストールされているライブラリを確認する

NumPyライブラリが正しくインストールをされているかを、pipコマンドで確認してみましょう。

コマンドプロンプトで「pip freeze」と入力ましす。freezeコマンドは、自分がどのライブラリをインストールしたかを確認する際にも使えます。

正しくnumpy1.21.4がインストールされたことが分かります。

ライブラリをアップグレードする

pipにはライブラリをアップグレードするコマンドはありませんが、installコマンドにオプションの「--upgrade」を付加すると、ライブラリのアップグレードが行えます。たとえば、pipのアップグレードを行う場合は、次のようにpipコマンドに「--upgrade」を追加します。

不要なライブラリを削除する

Pythonは外部ライブラリが非常に豊富なため、ついつい不要なライブラリまでインストールしがちですが、そのままにしておくとライブラリの管理が煩雑になるばかりか、ディスク領域不足の原因にもなりかねません。不要なライブラリは、uninstallコマンドを使って削除します。コマンドプロンプトで「pip uninstall numpy」と入力します。

削除するかどうかについて（Y/n）？と確認を求めてくるので、削除する場合はYを入力します。

Pythonのバージョン指定でライブラリをインストールする

Pythonは異なるバージョンをそれぞれインストールすることができます。

たとえば、Python3.10とPython3.6の2つのバージョンのPythonがあり、Python3.6に対応したライプラリーをインストールしたい場合などは、「py -3.6 -m pip install ライブラリ名」というように入力すると、Python3.6の環境にライブラリがインストールされます。