Python 2と3の違いを徹底解説！初心者でも理解できるポイントとは？

Pythonとは？

Pythonは、1991年にオランダ人のグイド・ヴァンロッサムによって開発された汎用プログラミング言語です。その名前はイギリスのコメディグループ「モンティ・パイソン」から取られています。

Pythonは、プログラミング学習者が初めて触れる言語として非常に適しています。その理由は、シンプルで読みやすい構文と高い可読性、そして広範なライブラリの存在によります。Pythonコードは通常、他のプログラミング言語よりも短く、理解しやすいです。一方で、強力な組み込み型や標準ライブラリなど、高度なプログラミングにも対応しています。

Pythonはまた、「バッテリーが含まれている（Batteries Included）」という哲学を掲げています。これは、Pythonが標準で多くの機能を提供しており、外部ライブラリを導入する手間を省くことができる理念を指します。これにより、プロジェクトをすばやく開始し、プロトタイプを素早く作成することが可能です。

Pythonはまた、オブジェクト指向、手続き型、関数型など、様々なプログラミングスタイルをサポートしています。この柔軟性により、Pythonはウェブ開発からデータサイエンス、AI、機械学習まで、幅広い用途に使用されています。

特にPythonは、データ解析、機械学習、人工知能(AI)分野で活用されます。NumpyやPandasといったデータ解析ライブラリ、Scikit-learnやTensorFlowといった機械学習ライブラリを含む、幅広いパッケージが提供されています。

さて、Pythonは現在、バージョン2とバージョン3の2つの主要なバージョンが存在しています。Python2は2000年にリリースされ、Python3は2008年にリリースされました。これら二つのバージョンには重要な違いがあり、それらの違いを理解することがPythonの有効な使用には欠かせません。この記事では、Python2とPython3の違いについて詳しく解説していきます。

Python2とPython3の開発背景

Python3の開発は2000年代初頭に始まり、Python2の欠点や限界を克服するための言語改善の一部として行われました。それは含意的な異なる動作、冗長なモジュールと関数、そしてモダンなプログラミングの概念への調整が必要だったPython2の設計上の制約を解消すべく開発されました。

Python2を改善する主題が2つあります。1つは、Unicode（全世界の文字を表現するためのコーディングシステム）の完全なサポート。もう1つは、言語の単純さや一貫性の改善です。

Python2では、文字列はバイトとして扱われ、Unicode文字列は特別な型として扱われていました。しかし、Web上で働く多くの開発者にとって、Unicodeとバイト列の区別はあいまいで混乱を招いていました。Pythonを全世界で使う人々を考えると、これは大きな問題でした。そこでPython3では、全ての文字列はデフォルトでUnicodeとして扱われるようになりました。

一方、Pythonの設計はシンプルさが重視されているため、Python2での冗長性や一貫性の欠如は問題でした。この問題は、「There should be one-- and preferably only one --obvious way to do it.（何かを行うための方法は、一つ、可能であれば一つだけが理想的）」というPythonの禅と直接対立していました。Python3では、「print」が関数になるなど、様々な変更が行われ、この信条に更に近づくことができました。

しかし、Python2からPython3への変更は後方互換性を犠牲にしました。Python2のコードはPython3で直接動作しない可能性があり、またPython3がリリースされてからもPython2の開発とメンテナンスが継続されました。Python2のサポートは2020年に正式に終了しましたが、既に多くのプロジェクトがPython3に移行しています。現在、新しいPythonプロジェクトを始める場合、Python3を選択することが推奨されています。

Python2とPython3の共通点

Python2とPython3は、多くの共通点があります。初心者にとって理解しやすくするため、以下に基本的な共通点をいくつか挙げてみます。

１．両者ともPythonによるオブジェクト指向プログラミング（OOP）を支援：Python言語の核となるのが、このオブジェクト指向プログラムです。Python2とPython3の両者ともこのコア機能を維持しており、一貫したオブジェクト指向の手法でプログラミングを進めることが可能です。 ２．基本的な文法はほぼ変わらない：クラス宣言、関数定義、変数指定、ループ構文など、基本的なプログラミングアクティビティに関連するPythonの文法は、Python2とPython3の間で大部分は変わっていません。 ３．標準ライブラリ：Pythonは「バッテリー同梱（Batteries included）」の哲学を持っています、つまりPythonには豊富な標準ライブラリが含まれており、その多くがPython2とPython3の両方で利用可能です。例えば、文字列操作、日付と時間、正規表現、ファイルI/Oなどの処理がこれに該当します。 ４．インデントによるブロック表現：多くのプログラミング言語では、ブロック（if文やfor文などのコードのまとまり）を中括弧（{}）によって表現しますが、Pythonではインデント（タブまたは空白文字）によって表現します。この構造はPython2からPython3へと継承されています。 ５．豊富なサードパーティ製ライブラリー：Pythonの力の源泉の一つは、非常に豊富なサードパーティ製ライブラリーです。このライブラリーは初心者から上級者まで色々な人々を支援します。これもPython2とPython3の共通点です。 以上の共通点を持ちつつも、Python2とPython3には重要な違いがあります。それは次の章で詳細に説明します。ただし、現在Python2のサポートは終了しており、新しいプロジェクトではPython3の使用を強く推奨します。

Python2とPython3の違いの詳細

Python2とPython3の違いを初心者にもわかりやすく詳しく解説します。最大の違いとなるのが、初心者が最初に学ぶ言語の選択に影響を与えるPython2のサポートが終了していることでしょう。

１．文字列の扱い：Python3ではUnicodeがデフォルトで文字列は全てUnicode文字列として扱われます。これは国際化に対応したPythonの強化を反映しています。一方、Python2ではデフォルトでASCII文字列を扱います。

２．print文/関数：Python2では「print "Hello World"」というように、printを文として扱います。一方でPython3ではprintは関数になり、引数を取るようになります。したがって、同じコードは「print("Hello World")」となります。

３．割り算の動作：Python2とPython3では、2つの整数を割る際の結果が異なります。Python2では5/2=2となりますが、Python3では5/2=2.5となり、浮動小数点数が返されます。

４．エラー処理：Python2ではエラーハンドリングが基本的に英語ベースでしたが、Python3ではエラーメッセージがローカライズ対応されました。これは、非英語圏のPythonユーザーにとってユーザビリティを大幅に改善しています。

５．レンジオブジェクト：Python2ではrange()関数はリストを返しますが、Python3では「rangeオブジェクト」を返します。これは大量の整数を生成する際にメモリ使用量を削減します。

６．次世代パッケージング：Python3.4からPythonは新しいパッケージング形式、つまり「pip」と「wheel」を採用しました。これはPythonのパッケージングと配布を大幅に改善しました。

以上が主な違いです。これらの違いは微妙ですが、Python2からPython3へ移行する際にはしっかりと理解し、適切に対応する必要があります。次の章では、これらの違いを考慮した上で、Python2とPython3のどちらを学ぶべきかについて詳しく説明します。

Python2とPython3どちらを学ぶべきか？

Python2とPython3どちらを学ぶべきか、これは初心者にとっての非常に重要な選択となります。ここでは、各バージョンの特徴と現在の状況を踏まえて、学ぶべきバージョンについて具体的なアドバイスを提供します。

まず基本的には、新たにPythonを学ぶ予定の人にとって、Python3を学ぶのが最善です。その理由を具体的に3つ挙げます。

1.サポートの状況：Python2は2020年1月をもって公式サポートが終了しており、セキュリティ更新やバグ修正は行われなくなりました。つまり、新たなプロジェクトを立ち上げる際にPython2を選ぶことはリスクがあると言えます。

2.ライブラリの互換性：多くの重要なPythonライブラリやフレームワークはすでにPython2のサポートを終了しており、更新版はPython3のみに対応しています。データ分析やWebアプリ開発などの現代の開発作業に必須なツールがPython3でしか使えない場合が多いです。

3.先見性と求人市場：Python3は次世代のPythonとして設計されており、より良いエラーハンドリング、高度なデータ構造、改良された標準ライブラリなど一貫性のあるかつ洗練された設計を具現化しています。また、新しいPythonの求人はほとんどがPython3を求めており、キャリアを考慮するならPython3の学習が必要です。

ただし、以下のような場合はPython2を学ぶべきです。

1.既存のPython2プロジェクトのメンテナンス：既存のコードベースが大きい場合や、Python2に依存したシステムを長期にわたりメンテナンスしなければならない場合はPython2を学ぶ必要があります。

2.特定のライブラリやモジュールへの依存：Python2専用の特定のライブラリやモジュールを使用する必要がある場合、Python2を学ぶことでこれらのツールを最大限に活用できます。

最終的には、あなた自身のニーズ、興味、プロジェクトの要件、またキャリアの目標を考慮に入れて、Python2かPython3のどちらを学ぶべきか選択してください。ただし、初學者としてはPython3から始め、適宜Python2の違いを学ぶのが一番効率的な学習パスかもしれません。

Python2からPython3への移行方法

Python2からPython3への移行について解説します。既存のPython2のコードベースをPython3に移行するのは余裕を持って計画し、段階的に実施することをおすすめします。

まず、Python2とPython3の違いを十分に理解することが重要です。各自で違いを把握することも可能ですが、`2to3`というPython公式の移行ツールを使用すれば、一部のコード変更を自動で提案してくれます。ただし、このツールで発見できない微妙な違いや潜在的な問題も存在するため、完全に自動化に頼るのではなく、十分なテストと検証が必要です。

次に、既存のプロジェクトが利用している外部ライブラリやモジュールがPython3に対応しているか確認します。Python2専用のライブラリやモジュールを使用している場合は、Python3互換の代替品を探すか、必要に応じて自分で移行を行う必要があります。

その後、稼働しているシステムを壊さないために、まずは新機能や不具合修正をPython3で開発してみるという手法が有効です。これにより、Python3の適応度を試しつつ、徐々にPython3のコードを導入していくことができます。

最終的には、全ての新機能や不具合修正がPython3でのみ行われ、Python2のコードは保守のみとなるよう段階的に移行します。Python2のコードが必要となる場合は、`3to2`というツールを使ってPython3のコードからPython2のコードを生成することも一つの手段です。

以上の移行は、一定の時間と労力を要しますが、Python3へ完全に移行した最終的な利益を考えると十分に価値があるものです。結果として、Python3ではより良いエラーハンドリング、高度なデータ構造、改良された標準ライブラリなど、Python2にはない多くの機能と改善を享受できます。

また、一部のPython2のコードを保持したまま移行するという選択肢もあります。この場合も、第一にPython3での開発を進め、必要に応じてPython2のコードを対応させるという方針が効果的です。

最後に、大規模なプロジェクトでは移行に伴うリスクを抑えるために、自動テストの導入は必須です。Python2とPython3の両方でコードが動作することを確認しながら、Python3への移行を進めていきましょう。

# Pythonの進化と未来

Pythonの進化について考える時、まず重要なのがGuido van Rossumによって開発された背景です。それは、読みやすく、短く精緻なコードを書くことを重視して設計されました。これがPythonの哲学、"The Zen of Python"と呼ばれるもので、イディオムや最先端の機能の中でこの原則が維持されています。

Pythonの発展の一つは、認識しておくべきPython 3.5で導入された"async/await"構文です。これは、非同期プログラミングをより直感的に行えるように提供したもので、高負荷なI/O操作を管理するアプリケーションの効率を大幅に向上させる手段となりました。この機能は、その後のバージョンでもさらに改善・強化され、Pythonの強力な機能の一つとなっています。

Python3の最新バージョンでは、型ヒントやわかりやすいセンテンスの文法など、Pythonのコードを安全に、かつより効果的にする新機能が増えています。型ヒントは関数の引数や戻り値の期待される型を明示的に示すもので、バグを防ぎ開発者間のコミュニケーションを向上させる一方で、動的型付けの自由度を維持したままです。

未来を考えると、よりパワフルで効率的なバージョンがリリースされ続けることが確実です。Python Software FoundationはPythonの開発を推進し続けており、ロードマップも公開されています。

Pythonの人気と活用範囲の拡大は、その機能の進化とともに今後も続くでしょう。例えば、Jupyter Notebooksは科学計算をはじめとした様々な分野で重要なツールになっています。また、Pythonは最先端のAI、機械学習分野でも主流の言語であり続けています。

とはいえ、初心者としてPythonを学ぶ場合、各バージョンの微妙な違いや複雑な詳細をすぐに習得する必要はないでしょう。基本的な構文やデータ型、標準ライブラリの使い方を理解することから始め、その後で最新の言語機能やフレームワークを深掘りしていくのが効果的な学び方です。また、Pythonのコミュニティも活発で、困ったときの助けになるリソースはたくさんあります。

Pythonはその設計哲学、コミュニティ、進化する機能により、初心者からベテランの開発者まで幅広く選ばれ、思想的にも技術的にも独自の魅力を持つプログラミング言語です。その未来は明るく、今から学ぶ価値がある言語であるといえるでしょう。

まとめ

それでは、この記事をまとめます。本記事では、Pythonの開発背景から始まり、Python2とPython3の共通点と違い、それぞれを学ぶ上でのメリット、Python2からPython3への移行方法、そしてPythonの進化と未来について触れてきました。

Pythonはユーザーにとって読みやすいコードを作るために設計された言語で、その核となる哲学は過去から現在、そして未来においても進化と共に保持され続けます。Python2とPython3の主な違いは、文字列の扱いやprint関数、除算などに見られますが、これらはそれぞれのバージョンが目指す目標とPythonの基本哲学から派生したものです。

初心者がPythonを学ぶ場合、Python3を選ぶことを強く推奨します。Python2は2020年に公式サポートが終了し、今後はPython3が中心となって開発が進められるからです。最新の機能や改善がPython3に組み込まれており、必要なリソースもPython3で利用可能です。Python2からPython3への移行も、特定のステップを踏むことで難なく行えます。

Pythonの強みは、その使いやすさ、多様な標準ライブラリ、そして有効なコミュニティサポートにあります。また、その進化性も協力な強みとなり、AIや機械学習分野での有力な選択肢ともなっています。 Pythonは学習の初心者から、大規模なプロジェクトを扱うプロフェッショナルまで、幅広いユーザーに対応しており、その魅力は今後も引き続き継続されるでしょう。開発の進化と共に、Pythonの未来はさらに明るくなっています。初心者の皆様にとってPythonは素晴らしい選択の一つであり、その学習は今からでも決して遅くはありません。 今回、Python2とPython3の違いについて解説しましたが、Pythonの世界はこれだけに留まりません。このエキサイティングな言語に対する貴重な旅は、これから始まるばかりです。