Python開発環境 macOS¶
概要¶
macOSで Pythonプログラムの開発・実行をするために、Python実行環境とPython開発環境をインストール・セットアップする必要があります。Python実行環境は、Pythonプログラムの実行、Pythonライブラリのインストールなどを行う機能を有した環境です。Python開発環境は、Pythonのプログラミング・実行・デバッグなどをサポートする環境です。
Python実行環境¶
macOS 11まではPython実行環境が標準搭載されていました。しかし macOS 12以降は、Python実行環境が標準搭載されなくなりました。そこで、何らかの方法で Python実行環境をインストールする必要があります。
- Command Line Tools for Xcode をインストールする
- Homebrew を入れて、Homebrew管理下のpythonをインストールする
- Python公式サイトからmacOS用のpython実行環境のインストーラーをダウンロードしてインストールする
- mise（ミーズ）を入れて、mise管理下のpythonをインストールする
どれが良いかについては一概には言えませんが、開発用途では、任意のバージョンのPythonを入れる、複数のバージョンを併用する、などが必要になるので、Homebrewを用いでPython実行環境をインストール・管理するのが楽です。
Command Line Tools for Xcode¶
コマンドライン開発ツール(Command Line Tools for Xcode)を追加インストールすることで Python が利用可能となります。
| OSバージョン | OS標準 | Ptyhon Version | Path |
|---|---|---|---|
| macOS 12.5.1 | No, 別途コマンドライン開発者ツールに含まれる | 3.8.9 | /usr/bin/python3 |
| macOS 13.4.1 | 3.9.6 | /usr/bin/python3 |
任意の Pythonバージョンを入れたり、複数のPythonバージョンを並行して使用することが難しいです。
Homebrew¶
HomeBrewでPythonをインストールすることが可能です。
HomeBrewでは、python3.7〜3.12（2024-01-14時点）が提供されています。
マイナーバージョンのアップデート、新しいバージョンのインストール（併用）が簡単に実施できます。
Homebrewでインストールしたpythonは次のパスに置かれます。
- /opt/homebrew/bin/python3.x (xはインストールしたバージョンにより異なる）
- /opt/homebrew/bin/python3 （インストールしたPython 3.x のうち最新バージョンへのリンク）
Python公式サイトのインストーラ¶
Python公式サイトのmacOS用インストーラ配布サイトから必要なバージョンのインストーラをダウンロードしてインストールします。
https://www.python.org/downloads/mac-osx/
マイナーバージョンアップを使用するには、インストーラーをダウンロードしてインストールし直すことになります。
HomeBrewでPython¶
HomeBrewでPythonが提供されています。
brew でpythonを探す¶
pythonをbrew searchで検索します。python 3.7〜3.12が提供されています。
% brew search /^python@/ ==> Formulae python@3.10 ✔ python@3.11 python@3.12 ✔ python@3.7 python@3.8 python@3.9 %
インストールは、brew install pythonで最新版のpython@3.12がインストールできます。（上述のsearchは既にpython 3.10、python 3.12がインストールされた後の実施例）
バージョンを明示的に指定してインストールする場合は、 brew install ptyhon@3.8 のように指定します。既存のpythonとは別なディレクトリにインストールされます。
pythonの実行¶
HomeBrewでインストールされたpythonは、コマンドが /opt/homebrew/bin の下に、python3.10 や python3.12 とバージョン付きのファイル名で置かれます。
% python3.12 -VV Python 3.12.1 (main, Dec 8 2023, 18:57:37) [Clang 14.0.3 (clang-1403.0.22.14.1)] %
- 注）環境変数PATHの設定で、/opt/homebrew/bin よりも /usr/bin が優先されている場合、python3 とコマンドを実行すると、/usr/bin/python3 コマンドが実行されます。これは、Command Line Tools for Xcode のインストールで入れられたコマンドで、macOS 13時点では 3.9.6のバージョンです。
pythonの切り替え¶
複数バージョンのPythonをbrewでインストールした場合、明示的にバージョンを指定しないと通常では最新バージョンが選択されます。
tkinterを使う¶
HomeBrewでインストールするPython3には、tkinterが含まれていません。HomeBrewではpython3とは別にpython-tkが提供されているので、併せてインストールします。
% brew install python-tk
仮想環境¶
venv¶
PythonをOS共通の領域にインストールし、そこに色々なアプリケーションでそれぞれ個別に必要とするパッケージを共通領域にインストールすると色々な干渉が生じます。
そこで、Pythonの標準機能 venv を使って、アプリケーション毎に固有のpython実行環境を「仮想環境」として用意します。
使用例¶
venv作成¶
helloディレクトリを作成し、そこに Hello worldプログラムとvenv仮想実行環境を用意します。
work% mkdir hello work% cd hello hello% python3.10 -m venv venv hello% % ls -F venv bin/ include/ lib/ pyvenv.cfg
- -m venv でvenvモジュールを実行、最後の引数のvenvは作成するディレクトリ名です。（たまたま同じvenvとしているだけです）
- venvを作成したpythonバージョンがデフォルトのバージョンとして使用されます。
仮想環境の実行¶
hello% source venv/bin/activate (venv) hello % python --version Python 3.10.6
仮想環境に、外部ライブラリのインストール¶
(venv) hello % pip install matplotlib
仮想環境にインストールした外部ライブラリの一覧を表示
(venv) hello % pip list Package Version --------------- ------- cycler 0.11.0 fonttools 4.37.1 kiwisolver 1.4.4 matplotlib 3.5.3 numpy 1.23.3 packaging 21.3 Pillow 9.2.0 pip 22.2.2 pyparsing 3.0.9 python-dateutil 2.8.2 setuptools 63.4.3 six 1.16.0 (venv) hello %
venvディレクトリの下を覗いてみると、外部ライブラリが保管されているのがわかります。
(venv) hello % ls venv/lib/python3.10/site-packages PIL numpy Pillow-9.2.0.dist-info numpy-1.23.3.dist-info __pycache__ packaging _distutils_hack packaging-21.3.dist-info cycler-0.11.0.dist-info pip cycler.py pip-22.2.2.dist-info dateutil pkg_resources distutils-precedence.pth pylab.py fontTools pyparsing fonttools-4.37.1.dist-info pyparsing-3.0.9.dist-info kiwisolver python_dateutil-2.8.2.dist-info kiwisolver-1.4.4.dist-info setuptools matplotlib setuptools-63.4.3.dist-info matplotlib-3.5.3-py3.10-nspkg.pth six-1.16.0.dist-info matplotlib-3.5.3.dist-info six.py mpl_toolkits
プログラムの記述¶
matlibplotのサンプルコードを記述します。
https://matplotlib.org/stable/users/getting_started/
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
x = np.linspace(0, 2 * np.pi, 200) # 0以上 2π以下の範囲で等間隔の200個の値を numpyのndarray として生成
y = np.sin(x)
fig, ax = plt.subplots() # Figure（描画領域）と Axes（グラフ）を同時に生成、ここはAxesが1個
ax.plot(x, y)
plt.show()
実行¶
(venv) hello % python hello_plot.py
仮想環境の利用終了¶
deactivateを実行すると、仮想環境を終了します。
(venv) hello % deactivate hello %
問題解決¶
python3 のパスに注意¶
/opt/homebrew/bin/python3 がなくなったので、python3を実行すると、/usr/bin/python3 が実行されます。
MacOS: Ventura 13.4.1
Homebrewで、python@3.10, python@3.12 をインストールしていますが、python3コマンドを実行すると、バージョンが何故か3.9.6と表示されます。
% python3 --version Python 3.9.6 % which python3 /usr/bin/python3
- PATHは、先頭に/opt/homebrew/bin が設定済
hello % echo $PATH /opt/homebrew/bin:/opt/homebrew/sbin:/usr/local/bin:/System/Cryptexes/App/usr/bin:/usr/bin ＜後略＞
- /opt/homebrew/bin の下のpythonコマンド
% ls /opt/homebrew/bin/|grep python python3.10 python3.10-config python3.12 python3.12-config
% python3.12 --version Python 3.12.1
MacOS 12以降はpythonが標準では提供されていないのですが、Command Line Tools for Xcodeをインストールすることでpython3がインストールされます。
Homebrew経由でインストールしたPythonは、/opt/homebrew/binの下にバージョン2桁まで含むファイル名でインストールされるので、これを実行するには、マイナーバージョン（2桁）まで指定したコマンドを実行します。