[__pycache__とは何ですか？]

Pythonの__pycache__ディレクトリについて

Pythonでプログラムを開発していると、しばしば「__pycache__」というディレクトリを目にすることがあります。このディレクトリは、Pythonのバイトコンパイル済みモジュールを保存する特別な場所で、プログラムの実行速度向上に寄与しています。この記事では、__pycache__ディレクトリの目的と役割について詳しく解説し、いくつかのサンプルコードを通じてその動作を理解しましょう。

__pycache__ディレクトリの目的

Pythonのソースコード（.pyファイル）は、実行時にバイトコードに変換されます。このバイトコードは、Pythonのインタープリタによって直接実行可能な形式です。__pycache__ディレクトリは、このバイトコードをファイルとして保存する場所で、ファイル名は元のソースファイル名にバージョン情報と「.pyc」という拡張子が加わった形式になります。一度コンパイルされたバイトコードが__pycache__に保存されることで、次回同じモジュールをインポートする際には、コンパイルのプロセスを省略でき、プログラムの起動時間が短縮されます。

サンプルコード1: モジュールのインポートと__pycache__の生成

# sample_module.pyという名前のPythonファイルを作成し、以下のコードを記述します。
def hello():
    print("Hello, Python!")

# 別のPythonスクリプトからこのモジュールをインポートすると、__pycache__ディレクトリが生成されます。
import sample_module
sample_module.hello()

上記のコードを実行すると、”Hello, Python!”と出力されます。同時に、実行したディレクトリに__pycache__が生成され、その中にはsample_module.pyのバイトコードが保存された.pycファイルが作成されています。

サンプルコード2: __pycache__の内容確認

# __pycache__ディレクトリ内のファイルをリストアップするコードです。
import os

# __pycache__ディレクトリのパスを指定
cache_dir = './__pycache__'

# ディレクトリ内の全ファイルをリストアップ
files_in_cache = os.listdir(cache_dir)
print(files_in_cache)

このコードを実行すると、__pycache__ディレクトリ内にあるファイルのリストが出力されます。通常は、コンパイルされた.pyファイルに対応する.pycファイルが表示されます。

サンプルコード3: モジュールの再利用

# 先ほど作成したsample_moduleを再度インポートしてみます。
import sample_module
sample_module.hello()

# この時、Pythonは__pycache__内の.pycファイルを使用して、高速にモジュールをロードします。

このコードを実行すると、”Hello, Python!”が再び出力されますが、今回は__pycache__に保存された.pycファイルが利用されるため、モジュールのロードが速くなります。

以上のように、__pycache__ディレクトリはPythonの実行効率を向上させる重要な役割を果たしています。開発中にこのディレクトリが生成されることを理解し、適切に管理することで、Pythonプログラムのパフォーマンスを最適化できます。