IronPython と Python 標準ライブラリについての注意

2006.11.7 (鈴)

本文書は Python & IronPython 入門 の補足である。

背景

IronPython http://www.codeplex.com/ironpython は Python 標準ライブラリの Python 実装モジュールを前提に作られている。 しかし，IronPython の配布物自身には Python 標準ライブラリは含まれていないから，各自で補う必要がある。

たとえば，IronPython 1.0.1 をインストールしたばかりの素の状態では，乱数発生器モジュール random を利用することはできない。 

>>> import random
Traceback (most recent call last):
  File , line 0, in <stdin>##3
  File , line 0, in __import__##7
ImportError: No module named random
>>>

しかし， IronPython は random モジュールの下請けモジュール _random をもっている。 普通の Python では _random は高速化のため C 言語で実装されているが， IronPython では C# で実装されている。 ソース・ファイルでは下記の _random.cs が該当する。 

$ ls IronPython-1.0.1/Src/IronPython/Modules/
Builtin.Generated.cs     _weakref.cs     datetime.cs        nt.cs
Builtin.cs               binascii.cs     errno.cs           operator.cs
Exceptions.Generated.cs  cPickle.cs      gc.cs              re.cs
Exceptions.cs            cStringIO.cs    imp.cs             socket.cs
IterTools.cs             clr.cs          locale.cs          struct.cs
_random.cs               codecs.cs       marshal.cs         thread.cs
_sre.cs                  collections.cs  math.Generated.cs  time.cs
_weakref.Generated.cs    copy_reg.cs     math.cs
$

したがって，もしも Windows に Cygwin http://www.cygwin.com の python パッケージがインストールされているならば， IronPython-1.0.1/Lib/site.py に 

sys.path.append(r'C:\cygwin\lib\python2.4')

を追記して，sys.path に Cygwin の Python 2.4.3 の標準ライブラリのディレクトリを加えることにより， random モジュールを import して，実際に乱数を発生させることができる。 

>>> import random
>>> random.random()
0.990227685771
>>> random.random()
0.702135360195
>>> random.__file__
'C:\\cygwin\\lib\\python2.4\\random.py'
>>>

ここで Cygwin の Python 実装モジュールが使われていることは， 上記のように random.__file__ 属性で確認できる。

標準ライブラリの random モジュールは http://docs.python.org/lib/module-random.html のように陽に文書化されている一方，_random はその内部実装にすぎず， random の下請けとしてだけ存在する。 標準ライブラリがなければ意味をもたない下請けモジュールをもっていることから， IronPython は標準ライブラリの存在を前提にしていることがわかる。

問題

Python 2.4.3 の標準ライブラリの実装は Python 2.4.3 の仕様を仮定しており， Python 2.5 の標準ライブラリの実装は Python 2.5 の仕様を仮定している。 IronPython 1.0.1 は Python 2.4.3 の仕様に準じている。 今のところ Cygwin の標準パッケージの Python のバージョンも 2.4.3 であり，IronPython はその標準ライブラリを利用できる。 Unix 類である Cygwin は Windows と改行コードが異なっているが， Python と同じく IronPython もまた両者をともに受理するから問題はない。 前節で示したとおり機能する。

一方，www.python.org で一次配布されている，旧版のバグ修正版でない最新のバージョンは Python 2.5 である。性能，機能，安定性 (IDE の日本語パス名への対応等も含めて) いずれの点でも Python 2.5 の使用が望ましいが， IronPython 1.0.1 からその標準ライブラリを使うことには問題がある。 Windows 用 Python 2.5 をインストールして， その標準ライブラリを IronPython から 

sys.path.append(r'C:\Python25\Lib')

と参照した場合，os モジュールなどは利用できるが，random モジュールについては下記のようにエラーが発生して import に失敗する。 random モジュールから import される warnings モジュールが， Python 2.5 で新しく導入された ImportWarning を参照しようとするからである。 

>>> import random
Traceback (most recent call last):
  File , line 0, in <stdin>##11
  File , line 0, in __import__##4
  File C:\Python25\Lib\random.py, line 41, in Initialize
  File , line 0, in __import__##4
  File C:\Python25\Lib\warnings.py, line 264, in Initialize
NameError: name 'ImportWarning' not defined
>>>

random モジュールに依存している tempfile モジュール等も同様に失敗する。

解決策

この問題を解決するにはいくつかの方法がある。

  1. Cygwin の python パッケージを導入し，その標準ライブラリを利用する。
  2. Python 2.4.3 ないし Python 2.4.4 を導入し，その標準ライブラリを利用する。
  3. Python 2.4.3 ないし Python 2.4.4 のソースを展開し， その標準ライブラリのファイルを参照する。

Cygwin の python パッケージは間もなくバージョンアップする可能性がある。 古いバージョンをわざわざ導入することは，いささかナンセンスと言える。 正攻法といえるのは，おそらく ３. の方法である。 (Python 2.4.3 のバグ修正版として 10月 18日に Python 2.4.4 がリリースされた。予期しない非互換性が導入されていない限り， 後者を使うのが妥当であろう)

www.python.org では tgz と tar.bz2 の形式でソースを配布している。 これを展開し，その Lib ディレクトリのパスを sys.path に追加するか， あるいは内容を (site.py を上書きしないように気をつけて) IronPython-1.0.1/Lib 以下にコピーすればよい。

必要なのは Python 実装のモジュールだから，ソースをコンパイルする必要はない。 ソースの改行コードは Unix の '\n' だが， Cygwin の python パッケージを利用する場合と同じく，これも問題ない。 そのまま利用できる。

下記のいずれかを行うとよい。

展開したソースをそのまま参照する例

下記では Cygwin 上でソースを取得し，C ドライブ直下に展開している。 

$ wget http://www.python.org/ftp/python/2.4.4/Python-2.4.4.tgz
--11:54:53--  http://www.python.org/ftp/python/2.4.4/Python-2.4.4.tgz
(...略...)
Length: 9,531,474 (9.1M) [application/x-tar]

100%[====================================>] 9,531,474    138.33K/s    ETA 00:00

11:56:07 (149.12 KB/s) - `Python-2.4.4.tgz' saved [9531474/9531474]

$ cd c:
$ tar xf ~/Python-2.4.4.tgz

IronPython-1.0.1/Lib/site.py に下記を書く。 

sys.path.append(r'C:\Python-2.4.4\Lib')

もちろん，必ずしも Cygwin を使う必要も，C ドライブ直下に展開する必要もない。 任意のツールを使って任意の場所に展開してよい。 パス名に空白文字や日本語文字を含めてもよい。 ただし，日本語文字を含める場合，site.py の中に日本語文字を書くことになるから， site.py の先頭で下記のようにエンコーディングを指定する (あるいは site.py を BOM 付き UTF-8 にする)。 

# -*- coding: shift_jis -*-

ソースの内容を Lib にコピーする例

下記では Cygwin 上でソースを取得・展開し，その Lib 以下の内容を IronPython-1.0.1/Lib に置いている。ただし site.py を除く。 もともとの IronPython-1.0.1/Lib/site.py を上書きしないように注意する。 

$ wget http://www.python.org/ftp/python/2.4.4/Python-2.4.4.tgz
(...略...)
$ cd c:
$ cd IronPython-1.0.1/Lib
$ ls
sie.py
$ tar xf ~/Python-2.4.4.tgz
$ cd Python-2.4.4/Lib
$ rm site.py
$ mv * ../..
$ cd ../..
$ rm -rf Python-2.4.4

IronPython-1.0.1/Lib ははじめから sys.path に含まれているから， この場合は site.py での sys.path への追記は必要ない。 ちなみに，この構成方法は jython-2.1 http://www.jython.org と同じである。


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