Python3 インストール（Windows編）

2021/9/30 以下，Windows10 Pro 21H1 でテストしています．

Python3と，パッケージのインストール

インストーラーのダウンロード

ここ https://www.python.org/downloads/ からインストーラをダウンロードする．

注意：ページ上方の黄色ボタンをクリック．

インストール

ダウンロードしたファイルをダブルクリック．
（python3.9.0での画像例）

おすすめ：「Add Python 3.9 to PATH」にチェックを入れる．
基本的にはInstall Now でOK

終了

（念のため）カスタマイズで進める方法

Optional Features
多分全部チェックが入っている．
最後のチェックは管理者権限が必要か？

「Advanced Options」
「Install for all users」 にチェック．（自分だけ使用なら不要）
「Precompile standard library」 にチェック．

長いパス名を有効にする．（以下のように，これが出ない場合もある．）

インストール終了．チュートリアル，ドキュメントを読むもよし．

python3の起動

コマンドプロンプト（「スタートメニュー」の「Windows システムツール」にある）を起動，python と打ち込む．

> python
Python 3.9.7 (tags/v3.9.7:1016ef3, Aug 30 2021, 20:19:38) [MSC v.1929 64 bit (AMD64)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>

と表示されれば，動作確認OK．これでプログラム入力待ち画面になる．
Python入力モードを終わらせるには，exit() と打ち込んでリターン．

動作チェック

まず，コマンドプロンプトから python コマンドを打ち込んで，対話モードで使用してみる．
このモードでは，計算式などを打ち込めば，すぐの実行結果が表示されます．

以下，>>> は，pythonの入力待ち（プロンプト）とします．
また，#以降はコメントとして無視されます．C++で言う所の//に相当．

> python

>>> 2+3         # たしざん
5

>>> 10*10         # かけざん
100

>>> 2**10           # るいじょう．これはCに無い演算子
1024

>>> 2**100          # るいじょう2．こんな程度では桁溢れしません
1267650600228229401496703205376

>>> 2**10000         # るいじょう3．これでもか！
（省略．自分で確かめてみよう）

>>> 2/3              # わりざん．Cと違って，整数/整数も実数になります．
0.6666666666666666

>>> 2//3             # Cのように切り捨てたい場合は，// を使う．
0

>>> print("Hello")     # 文字列の表示
Hello

>>>exit()
 

NumPy, SciPy, matplotlibをインストール

Pythonの基本パッケージだけではいろいろ便利な機能が使えないので，ここでは定番のパッケージ（機能拡張）をインストールする．

まず，のパッケージ管理コマンド pip コマンドを使用して，NumPy, SciPy, matplotlibをインストール．
スタートメニューの「Windowsシステムツール」内の「コマンドプロンプト」を右クリック， 「その他」の「管理者として実行」をクリックし，開いた黒い窓で以下の赤字の部分を入力．

C:\> pip install numpy
Collecting numpy
  Downloading numpy-1.21.2-cp39-cp39-win_amd64.whl (14.0 MB)
     |████████████████████████████████| 14.0 MB 6.8 MB/s
Installing collected packages: numpy
Successfully installed numpy-1.21.2


C:\> pip install scipy
Collecting scipy
  Downloading scipy-1.7.1-cp39-cp39-win_amd64.whl (33.8 MB)
     |████████████████████████████████| 33.8 MB 6.8 MB/s
Requirement already satisfied: numpy<1.23.0,>=1.16.5 in c:\...\lib\site-packages (from scipy) (1.21.2)
Installing collected packages: scipy
Successfully installed scipy-1.7.1


C:\> pip install matplotlib
(長いので省略)  
Successfully installed ....

実際にインストールされるバージョンは違う場合あり．(上記は，2021/9/30)

必須ではないが，インストール中にWarningがでたら，その通りコマンドを入力しましょう．
以下の場合は，pipのアップデートを促すメッセージです．

WARNING: You are using pip version 21.2.3; however, version 21.2.4 is available.
You should consider upgrading via the 'C:\...\python.exe -m pip install --upgrade pip' command.

C:\> python.exe -m pip install --upgrade pip

動作チェック その2

方法1：一行ごとに，対話的に動かす

ターミナルから python を対話モードで起動
（>>> が出てくるやつ）し， 以下のプログラムを上から順に打ち込んでみよう．
（全部の行を選択，コピーして，ペーストでもOK）

import matplotlib.pyplot as plt        #  初回実行のみ1-2分かかるかも．
import numpy
x = numpy.linspace(0.0, 2*3.1415, 100)   # [0,2¥pi]を100分割する実数配列
y = numpy.sin(x)                         # もちろん正弦波
plt.plot(x,y)
plt.show()

こんな図が出ましたか？

左下の矢印ボタンでグラフの表示される位置を動かせる．（何と，軸の値も連動して動く）
また，フロッピーディスクボタン（古い！）を押すと，この画像を png, pdf 形式などで保存でき，TeXやWord, ppt に貼り付けが簡単．
（PDFはベクトル形式で保存されるので，拡大してもきれいなまま）

方法2：ソースコードをファイルとして作成

毎回，コマンドを1行づつ打ち込むのは面倒なので，C言語のようにソースファイルを作成して一気に実行する方法．

1. 以下のプログラムをエディタ（VSCode, VSCodium, サクラエディタなど）で作成， テキストファイル（文字コードはUTF-8，改行はLF）に保存する．
   ファイル名を test.py とする． （pythonのコードの拡張子は .py である．）

   test.pyの中身
   
   import matplotlib.pyplot as plt        #  初回実行時のみ1-2分かかるかも．
   import numpy
   
   x = numpy.linspace(0.0, 2*3.1415, 100)   # [0,2¥pi]を100分割する実数配列
   y = numpy.sin(x)                         # もちろん正弦波
   z = numpy.cos(x)                         # もちろん余弦波
   plt.plot(x, y)
   plt.plot(x, z)
   plt.show()
   

   
   


2. VSCode, VSCodium内のターミナルや，コマンドプロンプトにおいて，python コマンドに続けて，上記のソースファイル名を指定する．

   > python test.py
   

   先ほど同様，グラフが表示される．