標準ライブラリの分類 — どの場面でどれを使うか

Python の 標準ライブラリ は、pip install 不要で import するだけで使える数百のモジュール群です。本記事では全体を 7 カテゴリに整理 します。

標準ライブラリとは — Python に同梱されているモジュール群

標準ライブラリ とは、Python をインストールした時点で 最初から使えるモジュール群 のことです。math や os、json のように、pip install を一切実行せず import するだけで呼び出せます。

標準ライブラリだけで足りない場面はありますが、まず標準で済まないか試す ほうが長期的には楽です。理由は以下の通りです。

• 追加インストール不要 で、どこの環境でも動く（社内サーバー、CI、Docker コンテナ、本シリーズが動くブラウザ実行環境も同じ）
• バージョン管理が楽 — Python 本体のバージョンが決まれば付属する標準ライブラリのバージョンも一意に決まる
• 枯れていて壊れにくい — 標準ライブラリは互換性を厳密に守りながら進化しているので、数年単位で書いたコードがそのまま動く

用途で見る 7 カテゴリ

標準ライブラリには数百のモジュールがありますが、用途で 7 つに分類 すると、どこに何があるかが整理しやすくなります。本シリーズもこの並びで、上から順に各カテゴリを掘り下げていきます。

1 つのカテゴリに複数モジュールが並んでいるのは、目的が同じでも切り口が違う からです。たとえば B カテゴリの random と secrets は両方とも乱数を生成しますが、random はゲームやテストデータ向け、secrets はパスワードリセットトークンなど セキュリティ用途 に向いた強い乱数を返します。本シリーズではカテゴリごとに、こうした 似ているが違う モジュールの使い分けを整理していきます。

import の書き方 — 名前衝突を避ける慣習

標準ライブラリを呼び出す import には複数の書き方があります（前回の記事 でも詳しく扱っています）。それぞれにメリットと落とし穴があるので、用途に応じて使い分けます。代表的な 4 パターンを整理します。

import math 形式は どのモジュールから来たかが呼び出し側で見える ので、後でコードを読み返すときに迷いません。一方で from パッケージ import 関数 形式は モジュール名のプレフィックス（接頭辞、math.sqrt の math. のように関数名の前に付く部分）が消える ので、datetime(2024, 1, 1) のようにスッキリ書けます。

from x import スターは原則禁止

from os import * のように すべての名前を取り込む 書き方は、他のモジュールで定義された同名関数を上書き してしまうことがあります。たとえば os.open() と組み込みの open() は別物ですが、from os import * を書くと組み込みの open が os.open に置き換わって、ファイル読み書きが壊れます。自作モジュールでも標準ライブラリでも避ける のが安全です。

ブラウザで動かない標準ライブラリ — 本シリーズの扱い

本シリーズの演習はブラウザで動く Python ランタイム（MicroPython または Pyodide）の上で実行されます。ほとんどの標準ライブラリは問題なく動きますが、OS のスレッド・プロセスを必要とするもの だけは、ブラウザの仕組み上どうしても動かせません。また、sys.argv（コマンドライン引数を受け取る仕組み）も実機では動きますが、ブラウザ上では引数を渡す経路がないため動作しません。これらは図解で概念を整理し、実機で書く際にすぐ思い出せる形で残す方針にしています。

なぜ図解だけでも扱うのか

実務では本物の OS で動かす場面が必ず来ます。そのときに threading と multiprocessing の使い分けや、subprocess でのコマンド実行を 概念として知っている かどうかで、最初の一歩の踏み出しやすさが大きく変わります。本シリーズでは「ブラウザで動かないから扱わない」ではなく、動かせない部分も図解で整理して、いざ書くときに思い出せる形で残す 方針にしています。