（初心者向け）環境変数ってなんなのさ #Python

こちらはChatGPTとNotion AIの対話で作成したものです。

はじめに

コンピュータに関する知識を深めるにつれて、環境変数という言葉を耳にすることがあるかもしれません。環境変数は、コンピュータ上で実行されるプログラムに影響を与える値を保存する方法です。この記事では、環境変数について詳しく説明します。

環境変数とは何ですの？

環境変数とは、コンピュータの環境に関する情報を格納する変数のことです。これは、プログラムが動作する環境に関する情報を提供します。例えば、PATH環境変数は、コンピュータ上で利用可能なプログラムやコマンドを格納しています。プログラムを起動する際に、コンピュータはPATH環境変数を参照して、プログラムがどこにあるかを判断します。

つまり、動かしたいアプリがどこにあるかという道しるべの役割ということね。

環境変数の例を教えて

環境変数の例をいくつか紹介しましょう。PATH環境変数は、WindowsおよびUNIXシステムで使用されます。これは、コンピュータ上で利用可能なプログラムやコマンドを格納するために使用されます。また、HOME環境変数は、UNIXシステムで使用されます。これは、ユーザーのホームディレクトリの場所を指定します。最後に、PYTHONPATH環境変数は、Python言語で使用されます。これは、Pythonのモジュールの検索パスを指定するために使用されます。

Windowsの場合

Windowsでは、環境変数はコントロールパネルの「システム」セクションから設定できます。具体的な手順は以下の通りです：

コントロールパネルを開き、「システム」をクリックします。
「システムの詳細設定」をクリックします。
「環境変数」ボタンをクリックします。
ここで新しい環境変数を追加したり、既存のものを編集したり、削除したりできます。

「ユーザー環境変数」と「システム環境変数」の違い

環境変数には大きく分けて「ユーザー環境変数」と「システム環境変数」の2つの種類があります。それぞれの特性と違いについて説明します。

ユーザー環境変数: これらは特定のユーザーアカウントに関連付けられた変数で、そのユーザーがログインしているセッションでのみ有効です。異なるユーザーアカウントでは、異なるユーザー環境変数が設定できます。
システム環境変数: これらはコンピュータ全体に適用される変数で、すべてのユーザーアカウントで共有されます。これらの変数は、システム全体の設定や動作を制御するために使用されます。

ユーザー環境変数は特定のユーザーに対してのみ影響を与えますが、システム環境変数はすべてのユーザーに影響を与えます。

例えば、特定のユーザーだけに特別なPATHを設定したい場合、ユーザー環境変数を使用します。一方、全てのユーザーが共通のプログラムやライブラリを参照するPATHを設定したい場合は、システム環境変数を使用します。

WSL2の場合

（WSL2がわからない人は読み飛ばしてください）
WSL2では、Linuxのシェル（通常はbashまたはzsh）で環境変数を設定します。例えば、以下のように新しい環境変数を設定できます：

export MY_VARIABLE="Hello, World!"

これにより、MY_VARIABLEという名前の新しい環境変数が作成され、その値は"Hello, World!"に設定されます。

例

export OPENAI_API_KEY="sk-xxxx"

プロジェクト毎に管理する場合

開発作業を行う際には、機密性の高い情報（APIキーなど）をソースコードに直接書くことなく管理するために、.envファイルやJSONファイルに環境変数を記述することが一般的です。

先ほどのWindowsやWSL2で環境変数を作成するのもいいのですが、プロジェクトが増えてくると管理が大変になるということです。

（こんなイメージでしょうか）

例えば、スケジュール管理アプリにはこの環境変数、チャットボットアプリには、この環境変数という感じでプロジェクト毎に環境変数を作成するときに使うようです。

.envファイル

.envファイルは、一行に一つの環境変数を記述します。変数名とその値は等号（=）で区切ります。例えば：

makefile
Copy code
API_KEY=your-api-key
SECRET_KEY=your-secret-key

Pythonでは、python-dotenvというパッケージを使って、これらの環境変数を読み込むことができます。まずはパッケージをインストールします：

pip install python-dotenv

そして以下のようなコードで環境変数を読み込むことができます：


from dotenv import load_dotenv
import os

load_dotenv()

api_key = os.getenv("API_KEY")
secret_key = os.getenv("SECRET_KEY")

print(api_key)
print(secret_key)

上記のコードでは、まずload_dotenv()関数を呼び出して.envファイルを読み込み、続いてos.getenv()関数を使って環境変数の値を取得しています。

JSONファイル

JSONファイルを使う場合は、次のように環境変数を記述します：

{
    "API_KEY": "your-api-key",
    "SECRET_KEY": "your-secret-key"
}

そしてPythonのjsonモジュールを使って、次のようにこれらの値を読み込むことができます：

import json

with open('config.json', 'r') as f:
    config = json.load(f)

api_key = config["API_KEY"]
secret_key = config["SECRET_KEY"]

print(api_key)
print(secret_key)

上記のコードでは、まずjson.load()関数を使ってJSONファイルを読み込み、続いて辞書のキーとして変数名を指定して値を取得しています。

いずれの方法も、環境変数をソースコードから分離して管理するためのものであり、どちらを使うかは開発者の好みや具体的な要件によるところが大きいです。ただし、機密情報を含む場合には、それらのファイルを公開リポジトリなどに誤ってアップロードしないように注意が必要です。

また、Pythonだけでなく他のプログラミング言語でも、.envやJSONファイルを使った環境変数の管理が可能です。そのため、言語を問わずに一貫した方法で環境設定を行うことができます。

環境変数の使い方

環境変数の使い方について紹介します。環境変数を利用するには、まず環境変数をセットアップする必要があります。

環境変数をセットアップしたら、プログラムから環境変数を参照することができます。例えば、Pythonの場合は、osモジュールを使って環境変数を参照することができます。以下は、環境変数PATHを参照するPythonコードの例です。

import os

path = os.environ['PATH']
print(path)

まとめ

環境変数は、プログラムが動作する環境に関する情報を格納する変数です。環境変数を利用することで、プログラムのポータビリティが向上し、コードの再利用が容易になります。また、環境変数を変更することで、プログラムの動作をカスタマイズすることができます。環境変数は、プログラミングにおいて重要な概念であり、理解しておくことが望ましいです。