【Python入門】Pythonのmemoryview関数とは？使い方と活用方法を徹底解説（Python 3.11）

はじめに
memoryview関数とは？
memoryview関数の基本構文
memoryview関数の使用例
- 例1: bytes から memoryview を作成
- 例2: bytearray のスライス
memoryview関数の応用例
- 例3: memoryview を使ったデータの変換
- 例4: memoryview を使ったバイナリデータの部分操作
まとめ

はじめに

Pythonには多くの便利な組み込み関数が用意されていますが、その中でもあまり知られていないものの一つに memoryview 関数があります。memoryview を活用することで、バイナリデータの操作を効率的に行うことが可能になります。本記事では、memoryview 関数の基本的な使い方から応用例までを詳しく解説します。

memoryview関数とは？

memoryview 関数は、バイナリデータに対して直接アクセスし、データのコピーを行わずに効率的に操作できるPythonの組み込み関数です。特に、メモリ効率を意識したプログラミングを行う際に役立ちます。

主な用途としては、

バイナリデータの一部分を切り出す
配列のスライスや型変換を行う
データのコピーを最小限に抑える

などが挙げられます。

memoryview関数の基本構文

memoryview 関数の基本的な構文は以下の通りです。

mv = memoryview(obj)

ここで obj は bytes や bytearray などのバッファ対応オブジェクトである必要があります。

memoryview関数の使用例

それでは、実際に memoryview を使用したコードを見ていきましょう。

例1: `bytes` から `memoryview` を作成

# bytes オブジェクトを作成
byte_data = bytes([65, 66, 67, 68])  # "ABCD"

# memoryview を作成
mv = memoryview(byte_data)

# 各バイトの表示
print(mv[0])  # 出力: 65 (A)
print(mv[1])  # 出力: 66 (B)

例2: `bytearray` のスライス

# bytearray を作成
byte_array = bytearray(b"abcdef")

# memoryview を取得
mv = memoryview(byte_array)

# スライスして変更
sub_mv = mv[2:4]
print(bytes(sub_mv))  # 出力: b'cd'

# 変更可能なオブジェクトとして利用
mv[2] = 88  # 'X' に変更
print(byte_array)  # 出力: bytearray(b'abXdef')

memoryview関数の応用例

memoryview を活用すると、より高度なバイナリデータ操作が可能になります。

例3: `memoryview` を使ったデータの変換

import struct

# 整数データをバイナリ形式に変換
int_data = struct.pack("i", 12345678)

# memoryview を作成
mv = memoryview(int_data)

# バイナリデータを整数として解釈
unpacked_data = struct.unpack("i", mv)[0]
print(unpacked_data)  # 出力: 12345678

例4: `memoryview` を使ったバイナリデータの部分操作

# 大きなバイト列を作成
large_data = bytearray(range(256))

# memoryview を作成
mv = memoryview(large_data)

# 一部を変更
mv[100:110] = bytes([255] * 10)

# 変更後の確認
print(large_data[100:110])  # 出力: bytearray(b'\\xff\\xff\\xff\\xff\\xff\\xff\\xff\\xff\\xff\\xff')