Chapter3

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D E C . 1 9 . 2 0 1 4

PYTHON FOR DATA
ANALYSIS (3)

IPythonについて
•  通常の標準インタプリタと同様、OSシェルのコマンドラインから
起動させる。
•  Pyhtonのprint関数と⽐比べ、pythonオブジェクトが綺麗麗に整形され
てよみやすい。

3.1.1 タブによる補完(1)
•  タブの補完
IPythonのシェルに表現(⽂文字)の⼀一部を⼊入⼒力力し、タブ
<Tab>を押すと、その場所においてある空間からマッ
チする⼊入⼒力力候補を提⽰示する機能。
補完対象：オブジェクト名、オブジェクト型名、関数名等

3.1.1 タブによる補完(2)
•  オブジェクト変数のメソッドを呼び出すことも。
•  モジュールも同様。

3.1.2 イントロスペクション(1)
•  変数の前後どちらかに疑問符(?)をつけたらそのオブ
ジェクトの⼀一般情報を⾒見見ることができる。
オブジェクトイントロスペクション

•  add_̲numbers関数の情報をみると・・・

•  さらに??をつけると、その関数のソースコードが表⽰示さ
れる。

•  ？のもう⼀一つの機能：名前空間探索索
→UNIX系のワイルドカード機能を呼び出す際に使われ
る。
↑Numpyのトップレベルの名前空間でloadという⽂文字
を含む全ての関数を表⽰示させる。

3.1.3 %run コマンド(1)
•  %runコマンドを使うと、Pythonプログラムを起動でき
る。
(ファイルに保存されているスクリプトを実⾏行行する。)
chap3.py
実⾏行行中コードを終了了する場合は、<Ctrl-‐‑‒C>を押しましょ
う。

3.1.4 クリップボードからの実行コード(1)
•  クリップボードから直接貼り付けできる！
→ちょっとしたコード⽚片も試せる。
→わざわざ〜～.pyファイルを作る必要がなくなる！
　　　　　　　　事前に貼り付けたいコード
　　　　　　　　　　　　　　をコピーしておき、%paste
　　　　　　　　　　　　　を使う。
%pasteはクリップボードの中⾝身を1つのブロックとして扱う。
%cpasteも同様。

3.1.5 キーボードショートカット
コマンド
説明

Ctrl-p or ↑
コマンド履履歴から⼊入⼒力力したものを遡って表⽰示
Ctrl-N or ↓ コマンド履履歴から⼊入⼒力力したものを時系列列順に表⽰示
Ctrl-R コマンド履履歴を遡ってインクリメンタルサーチ(?)
Ctrl-Shift-V クリップボードから貼り付け
Ctrl-C 実⾏行行中コードの中断
Ctrl-A カーソルを⾏行行頭へ
Ctrl-E カーソルを⾏行行末へ
Ctrl-K カーソル位置から⾏行行末までのテキストを削除
Ctrl-U 現在⼊入⼒力力している⾏行行の全てのテキストを削除
Ctrl-F カーソルを1⽂文字分進める
Ctrl-B カーソルを1⽂文字分戻す
Ctrl-L 画⾯面の消去

3.1.7 マジックコマンド(1)
•  マジックコマンドの⽬目的：
①通常タスクを容易易に⾏行行う
②Ipythonシステムを容易易にコントロールする
マジックコマンド例例：%timeit
　　　　　　　　　　(Python命令令の実⾏行行時間を計測)
コマンドラインオプションを確認する時は?を使うこと

コマンド
説明

%quickref Ipythonのクイックリファレンスを表⽰示
%magic 全てのマジックコマンドの詳細な説明を表⽰示
%hist コマンド⼊入⼒力力の履履歴を表⽰示
%pdb
例例外発⽣生後のデバッガー⾃自動切切り替え
%paste クリップボード内の整形済みコードの実⾏行行
%cpaste Pythonコードの実⾏行行のための特別なプロンプトを表⽰示
%reset 名前空間から名前を削除する
%page OBJECT 引数のObjectを綺麗麗に表⽰示する(less と同じ？)

コマンド
説明

%run script.py 引数(script.py)を、IPython内で実⾏行行
%prun statement プロファイラ出⼒力力を表⽰示し、cProﬁle付きの命令令を実⾏行行
%time statement 命令令の実⾏行行時間を計測
%timeit
statement
命令令の実⾏行行時間を複数回計測
%who, %who_ls,
%whos
利利⽤用中の名前空間の中にある、変数のリストを返す
%xdel variable オブジェクトを削除

3.1.9 Matplotlib 連携・Pylabモード
•  Ipythonでmatplotlibを起動すると…
　＊IPythonシェルが、描画中も機能する
　＊IPythonをmatplotlib機能付きで起動するには…
　　　　$ ipython -‐‑‒-‐‑‒pylab
•  matplotlibについては、後述で記載します

3.2 入出力のログについて
•  ⼊入⼒力力コマンドだけでなく、出⼒力力もログすることができる
　%logstart

3.3 オペレーティングシステムとの連携
コマンド
説明

!cmd
OSのシェル上でcmdを実⾏行行
output = !cmd args cmdを実⾏行行し、stdoutに出⼒力力される実⾏行行結果を保管
%alias alias_name
cmd
シェルコマンドに別名をつける
%bookmark ディレクトリブックマーク機能を有効にする
%cd directory
引数先のディレクトリへ移動
%pwd 現在の作業ディレクトリを表⽰示
%pushd directory 現在の作業ディレクトリを保存し、引数先へ移動
%popd スタックに保存されたディレクトリを削除し、そこへ
ディレクトリを移動
%dirs 現在のディレクトリのスタック状況を表⽰示
%dhist ディレクトリの訪問履履歴を表⽰示
%env
システム環境変数を、ディクショナリ変数に変換

3.3.1 ディレクトリブックマーク機能
•  IPythonは、さまざまなディレクトリを⾏行行き来できるよ
うにブックマーク機能があります
•  愛⽤用しているディレクトリをブックマークに登録
　
　%bookmark bm /Users/nagatake/Desktop/
python_̲for_̲data_̲analysis
(⾚赤⽂文字はブックマーク名)
以降降、マジック関数%cdの引数にこのブックマーク名を
与えらえるようになる

3.4 ソフトウェア開発ツール
•  インタラクティブデバッガ
pdbデバッガの特徴：タブ補完・構⽂文のハイライト
　　　　　　　　　　例例外トレースバッグ時の周辺⾏行行表⽰示
•  run ch03/ipython_̲bug.py をしてみましょう。(デフォルト)

3.4 ソフトウェア開発ツール(2)
•  %debugを使うと…
•  デフォルトでは開始位置：スタックの最下層(9⾏行行⽬目から)
•  スタック内の移動はu(up)またはd(down)を使う

3.5 処理時間計測：%time と %timeit
•  データ分析アプリケーションが⼤大規模になったり、
⻑⾧長時間実⾏行行する場合、どの関数がいちばん時間がかかっ
ているか、等実⾏行行時間の計測は⾮非常に重要！
(しかしレベルはさまざま…)
•  でも、処理理時間の計測のためにコードを書くのが⾯面倒く
さい！
→%timeや%timeitを利利⽤用しよう
%time 指定した処理理を1度度だけ実⾏行行
(ex. ⽂文字列列リストのうち、特定の⽂文字列列から始まるものを抽出する
場合、各methodの⽐比較ができる)

3.5 処理時間計測：%time と %timeit(2)
•  作業：600,000の⽂文字列列からなるリストから、ʼ’fooʼ’から
始まる⽂文字列列を抽出する
strings = ['foo', 'foobar', 'baz', 'qux',
　　'python', 'Guido Van Rossum'] * 100000
method1 = [x for x in strings if x.startswith('foo')]
method2 = [x for x in strings if x[:3] == 'foo']
このmethod2つを%timeで簡単に⽐比較できる！

•  結果は…
この結果からmethod2の⽅方が良良いのではないかという判
断が下せる

•  ちなみに・・・Wall time : 実⾏行行処理理時間
この値は厳密な計測とはいえない(何度度かやると、毎回
値が違う可能性が⾼高い)
•  そこで、%timeitの登場！
　有⽤用な場⾯面：実⾏行行時間がものすごく短いもの

3.6 IPython HTMLノートブック
•  (今更更かもしれませんが・・・)
IPythonノートブック
　　　　　　：Web技術を基盤とした⽂文書フォーマット
コードの出⼒力力や図の共有に⾮非常に便便利利！
　起動⽅方法は
　$ipython notebook 00pylab=inline

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