Python言語とうまく付き合うには～Pythonで気象GPVデータを可視化しよう～

佐野栄治
2 日前
読了時間: 5分

こんにちは。TeamSABOTENのプログラミング教材を制作している佐野栄治です。

解説動画「Pythonで気象GPVデータを可視化しよう」シリーズの制作を行っています。

■解説動画「Pythonで気象GPVデータを可視化しよう」

【簡易版】：Python初心者でも安心。環境設定やGPVデータの解説も。

【正規版】：複数天気図を１枚に。高機能かつ拡張性もバッチリ。

【鉛直断面図オプション（正規版用）】：大気を立体的に把握できる鉛直断面図描画機能。

※Python基本文法の解説は含まれておりません。

プログラミング言語界でまたたく間に人気者になったPythonですが、他のプログラミング言語とは少々違う特徴があります。特に、作法が異なる言語に慣れている人にとっては、逆に戸惑う部分もあるようです。そこで私がPythonを習得するにあたって感じたことをお話ししてみたいと思います。Pythonの特徴を理解して、うまく付き合っていきましょう。

※人によって経験してきた言語などが異なるので、あくまでも私自身の感想という観点で受け取ってください。また説明のために使っている用語は厳密でない場合もあります。

1．ライブラリが最強

Pythonには、言語本体のほかにライブラリと呼ばれる機能拡張の仕組みがあります。

Pythonはこのライブラリが非常に充実していて、大量のデータを効率的に処理するためのライブラリとか、きれいな描画を行うためのライブラリとか、ある科学分野に特化したライブラリとかがあって、とても便利です。例えば気象用のMetPyというライブラリを使えば、相当温位や相対渦度の算出といった複雑な計算も、専用の部品を呼び出すだけで簡単に行うことができます。

実際のコードでは、いくつものライブラリを利用して書くので、Python自体の知識よりもライブラリの知識が重要になることも多く、一体何をもって「私はPythonできます/できません」と言えるのか、難しい感じもします。しかもライブラリの中はブラックボックスになりやすいので、仕様をよく理解していないと思わぬミスを犯すことも。またそれぞれのライブラリのバージョンアップによって互換性が崩れ、不具合が出ることもあるので注意が必要です。

いずれにしても主要なライブラリは避けて通れないので、ある程度の学習は必要になりますが、それ以上のメリットを得られることは間違いありません。

2．複雑な処理をシンプルに書ける

Python（や、そのライブラリ）を使うと、ややこしい処理を非常にシンプルなコードで書けることが多いです。

他の言語では何行も書かないといけないところを、1行で書けることもあります。またそれにより高速に実行できる場合もあります。

見た目が直感的になって分かりやすくなることも多いのですが、逆に直感的でない場合も少なからずあります。コードをパッと見て処理内容がイメージしにくかったり、ある処理を行いたいときにコードの書き方が思いつかなかったりということも。また、基本的な文法そのものではなく、それらを組み合わせた少々トリッキーな高等テクニックもあったりします。

これらの便利なものは覚えておいて損はないと思いますが、プログラムが読みにくくなったり、メンテナンス性が低くなったりすることもあります。効率を最優先にすべき状況でなければ、あまり無理せずに、まずは自分に合った方法で書いていけばいいと思います。

3．データ型を柔軟に扱うことができる

気象のような複雑で大量のデータを扱うために、いくつかのデータ型（ライブラリのクラスも含めてこう呼ぶことにします）が用意されています。

データ型を厳密に区別しながらコードを記述する必要があるプログラミング言語もありますが、Pythonでは比較的柔軟な印象です。というよりも、データ型自体はちゃんと区別されているのですが、関数が元々複数のデータ型を受け入れるような設計になっていたり、自動的に変換されるようになっていたりすることが多い、という感じです。

これによりデータ型が微妙に違っていても、同じような直感的な書き方ができるのは便利です。ただしすべてが自由自在というわけではありませんし、データ型の違いがエラーを引き起こすこともよくあります。データ型を意識してコードを書くのはプログラミングの基本なので、そこはしっかり理解しておきましょう。

以上のように、Pythonは使う人や使う目的の幅が広い、比較的柔軟性の高いプログラミング言語だと思います。端から端までキッチリ勉強してから、ではなく、基本をある程度覚えた後は自分のやりたいコードを動かしながら感覚をつかんでいく、という方法が向いていると思います。コツをつかみながらプログラミングを楽しんでいきましょう。

この記事を書いた人

気象予報士　佐野栄治

（特種情報処理技術者、星空案内人、天文宇宙検定2級、日本農業技術検定3級）