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@RjChiba

最近話題のPyScriptを使ってみる

Last updated at Posted at 2022-06-29

初めに〜PyScriptとは〜

最近、PyScriptというものが少しホットな話題になっているようです。

これまでHTMLの中に書くことができるのはJavaScriptだけだったのですが、PyScriptを用いるとPythonコードをHTMLの中に書いて、実行することができます。
例えば入力されたデータを用いてグラフを描画するといったことは、これまでJavaScriptでしかできませんでしたが、これからはPythonを使うことでも可能になるのです！

2022年4月末にAnacondaから発表されたPyScriptですが、当記事執筆時点（2022年6月）で公開されているのはアルファ版（パイロット版） です。
まだまだ機能が足りないところもありますが、今後の開発が期待されます。

本記事執筆時点（2022年6月）で、PyScriptはアルファ版です。本番環境での使用はお控えください。
公式も「本番環境での使用は推奨しません」と発表しています。

開発環境

この記事では以下の環境で開発を行っています。

  • MacOS Monterey version 12.4
  • ブラウザ：Safari version 15.5
    （エディタはCotEditorを使うことが多いです。同士いますか...）

基本的な使い方

headタグに<script defer src="https://pyscript.net/alpha/pyscript.js"></script>を書いてやれば使えるようになります。
PyScriptのページからローカルにダウンロードして読み込んでも良いでしょう。

PyScript用のcssも準備されています。
そちらは<link rel="stylesheet" href="https://pyscript.net/alpha/pyscript.css"/>から読み込めます。

index.html
<!DOCTYPE html>
<html>
 <head>
  <link rel="stylesheet" href="https://pyscript.net/alpha/pyscript.css"/>
  <script defer src="https://pyscript.net/alpha/pyscript.js"></script>
 </head>
</html>

コードは<py-script>タグで囲んだ部分に書きます。
インデントをちゃんと書かないとエラーになるのはいつものpythonと同じですので注意が必要です。

index.html
...
 <body>
 <py-script>
print("Hello, world!")
 </py-script>
 </body>
...

Loading runtime...というちょっとかっこいい画面
スクリーンショット 2022-06-29 14.08.15.png
左上にちゃんとHello, World!。
スクリーンショット 2022-06-29 14.09.27.png

f-stringもちゃんと使うことができます。ただし、<h1>タグなどで装飾するのはできないようです。

index.html
...
  <py-script>
My_name = "Rj.Chiba"
print("Hello, " + My_name)
print(f"Hello, {My_name}")
print("<h1>hogehoge</h1>")
  </py-script>

  <h1>
   <py-script>
print("hogehoge")
   </py-script>
  </h1>
...

スクリーンショット 2022-06-29 15.07.22.png
これはPyScriptで表示している文字がdivタグの中に書かれているため。

この場合は、表示させたい場所にpタグなどをあらかじめ作っておいて、そのidを<py-script output=[id]>と渡してあげる。

index.html
...
<body>
 <p id="title" style="font-size:20px;" align="center"></p>
 <py-script output="title">
print("Hello, World!")
 </py-script>
</body>
...

スクリーンショット 2022-06-29 15.17.05.png

なお、pyscript.write(id名,渡す値)としても同じ結果が得られます。
でもoutput=[id]は必要なんですよね...

index.html
<body>
 <p id="title" style="font-size:20px;" align="center"></p>
 <py-script output="title">
pyscript.write("title","Hello Rj.Chiba!")
 </py-script>
</body>

対話的にスクリプトを実行することもできます。
そのために使うのが<py-repl>タグ。これを書いておくだけでスクリプトを入力し、実行することができます。

index.html
...
<body>
  <py-repl>
  </py-repl>
</body>
...

なにも書かないと、もちろん対話シェルしか表示されない。
スクリーンショット 2022-06-29 16.02.46.png

実行してほしいスクリプトを最初から書いておくこともできます。

index.html
...
<body>
  <py-repl>
print(1+1)
print(1+2)
  </py-repl>
</body>
...

スクリーンショット 2022-06-29 16.05.43.png

標準ライブラリも使いたい

pythonの良いところはやはりライブラリが充実している点。
PyScriptでは標準ライブラリを使用することができます。
まずはPythonのバージョンを表示させてみましょう。

普段pythonを使っている時と同様に、platformをimportして、platform.python_version()をprintします。

index.html
<body>
 <p id="title" style="font-size:20px;" align="center"></p>
 <py-script output="title">
import platform
print(f"Python Version: {platform.python_version()}")
 </py-script>
</body>

スクリーンショット 2022-06-29 15.27.25.png
python 3.10が入っているんですね。

外部ライブラリも使いたい！

データなどを扱っている人で、numpyやpandas、scikit-learnあたりを使いたい人も多いのではないでしょうか。ここではそれらの外部ライブラリを読み込んで、データを出力してみたいと思います。

index.html
<!DOCTYPE html>
<html>
  <head>
    <link rel="stylesheet" href="https://pyscript.net/alpha/pyscript.css"/>
    <script defer src="https://pyscript.net/alpha/pyscript.js"></script>
	<py-env>
      - numpy
      - matplotlib
    </py-env>
  </head>
  <body>
    <div id="canvas" align="center"></div>
	  
    <py-script output="canvas">
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt

fig = plt.figure()

x = np.linspace(0,10,1000)
y = np.sin(x)+np.cos(x*1.1)

plt.plot(x,y,c="r",lw=1,label=r"$y=\sin x+\cos(1.1x)$")
plt.grid()
plt.legend()
plt
    </py-script>
  </body>
</html>

スクリーンショット 2022-06-29 15.34.52.png

外部ライブラリを読み込むためには、headタグ内にpy-envタグを作って、その中でインポートしたいライブラリを宣言します。
ここではnumpy とmatplotlibを読み込んでいます。

...
<head>
  <link rel="stylesheet" href="https://pyscript.net/alpha/pyscript.css"/>
  <script defer src="https://pyscript.net/alpha/pyscript.js"></script>
  <py-env>
    - numpy
    - matplotlib
  </py-env>
</head>
...

グラフを表示させる方法は、普段のpythonコードとほとんど変わりません。

...
  <div id="canvas" align="center"></div>	
  <py-script output="canvas">
# ライブラリをインポート
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt

fig = plt.figure()

# データを作る
x = np.linspace(0,10,1000)
y = np.sin(x)+np.cos(x*1.1)

# プロット
plt.plot(x,y,c="r",lw=1,label=r"$y=\sin x+\cos(1.1x)$")
plt.grid()
plt.legend()
plt #いつもと違うところ！
  </py-script>
...

唯一違う点は最終行のpltです。
普段グラフを表示させるときはplt.show()などを用いますが、PyScriptでそれをすると、なにも表示されません。
パッケージごとに他にもローカルルールがあるかもしれません。

今のところ困ること

先日、東北大学のオープンキャンパス用にwebページを作っていて、PyScriptでアニメーションを表示させようとしたところ詰まりました。

from matplotlib import animation
...
ani = animation.ArtistAnimation(fig, img, interval=50)
...

このコードを実行させようとしたところ、次のようなエラーが。
スクリーンショット 2022-06-29 15.48.20.png

PythonError: 
Traceback (most recent call last):
File "/lib/python3.10/site-packages/_pyodide/_base.py", line 429, in eval_code .run(globals, locals)
File "/lib/python3.10/site-packages/_pyodide/_base.py", line 300, in run coroutine = eval(self.code, globals, locals)
File "", line 6, in File "/lib/python3.10/site-packages/matplotlib/animation.py", line 1457, in __init__ super().__init__(fig, *args, **kwargs)
File "/lib/python3.10/site-packages/matplotlib/animation.py", line 1397, in __init__ event_source = fig.canvas.new_timer(interval=self._interval)
File "/lib/python3.10/site-packages/matplotlib/backends/browser_backend.py", line 468, in new_timer return TimerWasm(*args, **kwargs)
File "/lib/python3.10/site-packages/matplotlib/backend_bases.py", line 1097, in __init__ self.interval = 1000 if interval is None else interval
File "/lib/python3.10/site-packages/matplotlib/backend_bases.py", line 1139, in interval self._timer_set_interval()
File "/lib/python3.10/site-packages/matplotlib/backends/browser_backend.py", line 562, in _timer_set_interval if self._timer is not None: 
AttributeError: 'TimerWasm' object has no attribute '_timer'

単純にTimerWasmには_timerなんてattributeはないよ！ というエラー。

この問題の根本にあるのは、ブラウザ上で非同期処理ができないということらしい（How to fix matplotlib animation issue: 'TimerWasm' object has no attribute '_timer'）。
まだアルファ版なので仕方ない部分なんですかね...

自作ライブラリも使いたい！

まだまだ不満な点は多いですが、PyScriptでは自作のライブラリを読み込んで使うこともできます。

例として次のようなhello.pyを準備してみましょう。

hello.py
def greeting(name);
 print(f"Hello, I am {name}!")

def call():
 print("Who are you?")

これを読み込むためには、<py-env>タグを次のように書きます。

index.html
...
<head>
  <link rel="stylesheet" href="https://pyscript.net/alpha/pyscript.css"/>
  <script defer src="https://pyscript.net/alpha/pyscript.js"></script>
  <py-env>
    - paths:
      - hello.py
  </py-env>
</head>
...

あとは外部ライブラリを読み込んだ時と同じことをすればOK。

index.html
...
 <py-script>
from hello import *
name = "Qiiiiiiita"
greeting(name)
call()
 </py-script>
...

しかし...

うまくいかない！ModuleNotFoundErrorが出てしまいます。
pathの通っているディレクトリにhello.pyを置いても、簡易サーバーを立ち上げてもダメでした。

PythonError:
Traceback (most recent call last):
File "/lib/python3.10/site-packages/_pyodide/_base.py", line 429, in eval_code .run(globals, locals) 
File "/lib/python3.10/site-packages/_pyodide/_base.py", line 300, in run coroutine = eval(self.code, globals, locals) 
File "", line 4, in ModuleNotFoundError: No module named 'hello'

他にもimportがうまくいかないという記事がありましたが、
一方でうまくいっている雰囲気の記事もあります（HTML内にPythonコードを書いて実行できるPyScriptで遊んでみた！）。
方法は合っている気がするのだけど。

最後に。

PyScriptのポテンシャルを感じることはできましたが、
アルファ版ということもあって、本番環境では使えないですね！（そりゃそう）
更なる開発に期待しています。

でもコードなども公開されているので、ぜひご参考に。
PyScript demo

それでは！

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