"Python" (外部評価システム)

詳細

  • Pythonバージョン3.4以降がサポートされる．
  • ほとんどの場合，Wolfram言語は自動的に一つのPython環境を設定するのでユーザが手動で設定する必要はない．高度な設定をしたい場合は，ワークフローの「ExternalEvaluate用にPythonを設定する」の手順に従うとよい．

ExternalEvaluateの使用法

  • ExternalEvaluate["Python",code] はPythonコードを実行し，Wolfram言語式として結果を返す．
  • ExternalEvaluate[{"Python","Evaluator"evaluator},code] は evaluator で指定されたPython環境を使ってコードを実行する．
  • ExternalEvaluate[{"Python","Evaluator"evaluator},…] の evaluator として可能な値：
  • "path"Python実行ファイルの場所
    File["path"]Python実行ファイルの場所
    Association[…]バーチャル環境指定
  • ExternalEvaluate[{"Python","Evaluator"assoc},…]において assoc に可能な要素：
  • "Dependencies"{}pipを使って自動的にインストールされるパッケージ
    "EnvironmentName"Automatic直接生成されるバーチャル環境の名前
    "PythonRuntime"Automatic"3.11"，File["/usr/bin/python3"]等，使用されるPythonランタイムの指定
    "BaseDirectory"Automatic生成されるバーチャル環境のディレクトリ
  • ExternalEvaluate["Python""type",code]の"type"として可能な設定：
  • "Expression"Wolfram言語式に変換しようと試みる
    "String"外部評価子によって出力された生の文字列を与える
    "ExternalObject"結果をExternalObjectとして返す

データ型

  • Pythonに組み込まれたすべての型がサポートされている訳ではない．次のPythonの型がサポートされている：
  • boolTrue|Falseブール値
    arrayNumericArray配列（NumPyライブラリより）
    bytearrayByteArray整数0-255の列
    bytesByteArray整数0-255の不可変列
    complexComplex複素数
    dateDateObject特定の暦の日付
    datetimeDateObject時間の粒度を持つ特定の日付
    DecimalReal任意精度の実数
    dictionaryAssociationキーと値の連想
    floatReal実数値の数
    FractionRationalfractionsモジュールのfractionオブジェクト
    frozensetList一意の値の非順序不可変集合
    ImageImage画像（Python PILライブラリより）
    intInteger任意サイズの整数
    listList値の列
    longInteger任意サイズの整数
    NoneNullヌル値
    setList一意の値の非順序集合
    strString文字の値の列
    tupleList値の順序列
  • 「呼出し可能」なサポートされていないPython型はExternalFunctionを返す．他のサポートされていないPython型はExternalObjectを返す．
  • Decimalオブジェクトから返されるRealの精度は，ExternalEvaluateから返されても維持される．
  • Pythonのcomplex型は実数でなければならないので，ExternalEvaluateから返される任意のComplex式は実数値のコンポーネントを持つ．

サポートされる外部操作

  • ExternalOperation["Eval","code"]は"code"の外部評価を表す．
  • ExternalOperation["Eval","code",assoc]はパラメータが assoc で与えられた"code"の外部評価を表す．
  • ExternalOperation["Call",func,arg1,arg2,…]は与えられた引数が arg1, arg2, … の関数func を呼び出す．
  • ExternalOperation["GetAttribute",obj,"attr"]は obj の属性"attr"を得る．
  • ExternalOperation["SetAttribute",obj,"attr",val]は obj の属性"attr"を与えられた値 val に設定する．
  • ExternalOperation["GetItem",obj,"item"]は obj の項目"item"を得る．
  • ExternalOperation["SetItem",obj,"item",val]は obj の項目"item"を与えられた値 val に設定する．
  • ExternalOperation["Import","path"]はモジュール"path"をインポートする．
  • ExternalOperation["Import","path","attr"]はモジュール"path"をインポートして，そのモジュールから属性"attr"を得る．
  • ExternalOperation["Cast",obj,"type"]は obj を指定された"type"に変換する．

使用法

  • 列のテンプレート(<*…*>)は，Wolfram言語の式を評価したりPythonコード列に挿入したりするのに使うことができる．

例題

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例  (3)

Pythonでを評価すると結果が返される：

Pythonでリストを作成すると結果が返される：

>とタイプして，ExternalEvaluateを使って評価を行うPythonコードのセルを取得する：

import math [math.sqrt(i) for i in range(10)]

指数と対数を含むリストを作成する：

[[i,math.exp(i),math.log(i)] for i in range(1,10)]

曜日を含むリストを作成する：

import calendar [calendar.day_name[i] for i in range(7)]

Fileラッパーを使ってファイルに含まれるコードを実行する：

CloudDeployを使ってコードを配備し，CloudObjectから直接コードを実行する：

URLラッパーを使ってオンラインでホストされたコードを直接実行する：

Associationを使って自動的にPython仮想環境を設定することができる：

Python仮想環境は$UserBaseDirectoryの下に作成された：

スコープ  (49)

Pythonでブール文を評価して，結果を返す：

Pythonでバイト配列を生成して，Wolfram言語でそれに相当するものを返す：

Pythonでバイト配列を扱う別の方法：

Pythonの list，tuple，set，frozenset はListに変換される：

Pythonの dict はAssociationに変換される：

3.7以降のPythonを使う場合，辞書のキーはAssociationのように順番に並ぶ：

Pythonで複素数(Complex)を生成して，その結果を返す：

分数は自動的にRationalに変換される：

小数はRealに変換される：

Datetimeオブジェクトは自動的に変換される：

NumPy配列は自動的にNumericArrayに変換される：

Pandas DataFramesは自動的にDatasetに変換される：

PIL画像は自動的にImageに変換される：

ジェネレータは自動的にListに変換される：

反復可能なPythonオブジェクトは，明示的な変換方法が実装されていない限り，どれも自動的にListに変換される：

列のテンプレートは，Wolfram言語式をPythonコードに挿入するために使うことができる．2つの変数を設定する：

式x^2+y^2はWolfram言語の中で評価され，その結果は変換されPythonのコード列に挿入される：

セッションオプション  (12)

"ReturnType"  (3)

Python評価システムでは，デフォルトの戻り型は"Expression"である：

"Expression"戻り型では，数，文字列，リスト，連想は自動的にインポートされる：

"String"戻り型は，Python関数の repr を呼び出すことによって結果の列を返す：

"Evaluator"  (5)

指定された"Evaluator"を使ってPythonコードを評価する：

Associationを使って自動的にPython仮想環境を設定することができる：

"Dependencies"は，バージョンを指定するpip様式を使った，Pythonパッケージを指定する文字列のリストでもよい：

評価子の"Dependencies"を指定するためにFileラッパーを使うこともできる：

"EnvironmentName"を指定して，仮想環境フォルダの名前をカスタマイズする：

"BaseDirectory"を指定してインストールディレクトリを変更する：

指定されたバージョンをダウンロードするために"PythonRuntime"を使うことができる：

Fileラッパーを使って，自分のPythonを使うことができる：

"SessionProlog"  (1)

"SessionProlog"を使って，セッションの最初に副作用を実行する：

"SessionEpilog"  (1)

"SessionEpilog"を使って，セッションの最後に副作用を実行する：

"Prolog"  (1)

"Prolog"を使って，それぞれの評価の前に副作用を実行する：

"Epilog"  (1)

"Epilog"を使ってそれぞれの評価の後に副作用を実行する：

コマンドオプション  (11)

"Command"  (4)

Pythonコードの列が与えられたときだけ，コマンドは直接実行される：

上記は次の形式を使ったコマンドに等しい：

Fileラッパーを使ってファイルのコードを実行する：

上記は次の形式を使ったコマンドに等しい：

URLラッパーを使って，オンラインでホストされるコードを直接実行する：

上記は次の形式を使ったコマンドに等しい：

CloudObjectにコードを置く：

クラウドから直接評価する：

上記は次の形式を使ったコマンドに等しい：

"ReturnType"  (1)

デフォルトでは，コマンドはセッションの生成中に指定される"ReturnType"を使って実行される：

コマンドで"ReturnType"を指定すると，セッションの"ReturnType"が上書きされる：

"Arguments"  (2)

"Arguments"を使って，引数付きのPython関数を呼び出す：

リスト以外の引数が与えられると，関数には単独の引数が渡される：

第一引数としてリストを渡す必要がある場合は，追加のリストで明示的にそれをラップしなければならない：

"Command"内で関数を定義し，"Arguments"で直接それを呼び出すことができる：

Ruleを使っても同じ結果を得ることができる：

ExternalFunctionを生成することによって引数を渡すこともできる：

"Constants"  (1)

"Constants"を使って，コマンドを実行する前に永続的な大域的変数を設定する：

"TemplateArguments"  (3)

コマンドを実行するとき，TemplateExpressionを行内に埋め込むことができる：

"TemplateArguments"を使ってTemplateSlotを明示的に埋めることができる：

リスト以外の引数が与えられると，テンプレートには単独のテンプレート引数が渡される：

第一引数としてリストを渡す必要がある場合，それを明示的に追加のリストでラップしなければならない：

テンプレートスロットに名前を付け，Associationを使うと，テンプレートに名前付きの引数を渡すことができる：

外部操作  (16)

"Eval"  (1)

Pythonにおける任意のコード評価を表すExternalOperationを実行する：

第2引数を使って評価のコンテキストを渡す：

"Call"  (3)

Pythonで関数を作成するExternalOperationを定義する：

ExternalOperation "Call"を実行することによる関数呼出しを定義する：

ExternalEvaluateを使って関数呼出しを表す外部操作を実行する：

"Call"操作のいずれの引数もExternalOperationにすることができる：

以下のようにして，引数を直接ExternalEvaluateに渡すこともできる：

結果は，以下のPythonコードを実行したときと同じになる：

Python関数のExternalFunctionを作成する：

"Call"操作を実行することで関数を呼び出す：

以下のようにしても同じ結果が得られる：

Python関数のExternalObjectを作成する：

"Call"操作を実行することで関数を呼び出す：

以下のようにしても同じ結果が得られる：

ExternalObjectサブ値を使うこともできる：

セッションを削除する：

"GetAttribute"  (1)

日付を扱うPythonセッションを開始する：

datetimeオブジェクトに対するExternalObjectを返す：

"GetAttribute"を使って年の属性を抽出する：

ExternalObjectサブ値を使っても同じことができる：

Python評価子では"GetAttribute"がデフォルト操作であり，ExternalOperationは省略できる：

結果は以下のPythonコードを実行したときと同じである：

セッションを削除する：

"SetAttribute"  (1)

十進数を扱うPythonセッションを開始する：

decimalモジュールに対するコンテキストを得る：

精度を6に設定する：

精度が6に設定されたことをチェックする：

結果は以下のPythonコードを実行したときと同じである：

セッションを削除する：

"GetItem"  (2)

Pythonセッションを開始する：

Pythonの辞書を作成し，それをExternalObjectとして返す：

"GetItem"を使って"name"項目を抽出する：

結果は以下のPythonコードを実行したときと同じである：

セッションを削除する：

辞書を表すExternalOperationを作成する：

項目"name"を得るための新規のExternalOperationを作成する：

ExternalEvaluateを使って操作を実行する：

"SetItem"  (1)

Pythonセッションを開始する：

辞書を使ってExternalObjectを作成する：

項目"name"を"joe"に設定する：

項目が"joe"に設定されたことをチェックする：

Expressionを使って，辞書全体を連想として得る：

セッションを削除する：

"Import"  (6)

"datetime"モジュールをインポートするExternalObjectを定義する：

ExternalObjectとしてモジュールを返す：

"datetime"モジュールから日付をインポートするExternalObjectを定義する：

ExternalEvaluateを使って引数で操作を呼び出す：

"datetime"モジュールをインポートするExternalObjectを定義する：

ExternalFunctionを使って メソッドを呼び出す：

セッションを削除する：

fractionsモジュールをインポートするExternalObjectを定義する：

ExternalObjectサブ値を使ってfractionを初期化する：

次のシンタックスでも同じことができる：

セッションを削除する：

"ip_address"をインポートする"Import"操作を定義する：

ExternalEvaluateを使ってアドレスインスタンスを作成する：

戻り型としてStringを使い，インスタンスのPython文字列バージョンを表示する：

"ip_address"をインポートする"Import"操作を定義する：

別のExternalOperationを使ってアドレスインスタンスを作成する：

ExternalEvaluateで操作を実行する：

"Cast"  (1)

現在の日付を表すExternalObjectを作成する：

"Expression"を使ってオブジェクトをWolfram言語式として返す：

Cast操作もExternalObjectサブ値で実行することができる：

シンボルExpressionは同じことについてのショートカットである：

オブジェクトを文字列として返す：

シンボルStringは同じ操作の近道である：

オブジェクトをExternalObjectとして返す：

シンボルExternalObjectは同じ操作の近道である：

ExternalEvaluateで"ReturnType"を使っても同じことができる：

セッションを削除する：

アプリケーション  (3)

Wolfram言語でPythonのrange関数を表す：

関数を使う：

ASTモジュールを使ってPythonコードの列についてASTを返す関数を作成する：

関数を使う：

Pygmentsを使って，コードのブロックにシンタックスハイライトを行う関数を作成する：

関数を使う：

特性と関係  (1)

を使うとPythonから式を返すことができる：

式はカーネルに転送された後自動的に評価される：

Holdを使って評価を制御する：

セッションを終了する：

考えられる問題  (1)

ジェネレータは自動的にListに変換される：

無限ジェネレータを戻すと永久にカーネルがブロックされる：