Windows10のPowerShellでAnaconda Pythonを使う方法

はじめに

Windows 10のPowerShellでAnaconda Pythonを使えるようになるまでに苦労したので、備忘録として残す。
PowerShellが起動時に読み込むスクリプトに、Anacondaが使えるようになる設定を記述しておく。なお、本記事の設定に管理者権限は不要である。

環境

Windows 10 Home Ver. 1809
Anaconda3 Ver. 2019.03

設定方法のまとめ

始めに、実施方法を簡潔にまとめる。Anacondaはすでにインストールされているものとする。
まず、PowerShell起動時に読み込まれるスクリプトのパスを確認するため、PowerShellを起動して以下を実行する（$の入力も必要）。

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$profile

実行すると、以下のようなパスが表示される。

C:\Users\（ユーザ名）\Documents\WindowsPowerShell\Microsoft.PowerShell_profile.ps1

フォルダが存在しない場合は作成してから、

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notepad $profile

を実行して、メモ帳で設定ファイルMicrosoft.PowerShell_profile.ps1を開いておく（ファイルがない場合は作成される）。

次に、Windowsの「スタートメニュー」→「アプリ一覧」→「Anaconda3 (64-bit)」と進み、「Anaconda Powershell Prompt」を右クリックして、「その他」→「ファイルのある場所を開く」をクリックする。
すると、以下のようなAnacondaのショートカットのあるフォルダがエクスプローラで開かれる。

C:\Users\（ユーザ名）\AppData\Roaming\Microsoft\Windows\Start Menu\Programs\Anaconda3 (64-bit)

さらに、Anaconda Powershell Promptのショートカットアイコンを右クリックして、プロパティを開くと、「リンク先」は以下のようになっているはずである（見やすいように改行した）。

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%windir%\System32\WindowsPowerShell\v1.0\powershell.exe 
-ExecutionPolicy ByPass -NoExit -Command 
"& 'C:\Users\（ユーザ名）\Anaconda3\shell\condabin\conda-hook.ps1' ;
 conda activate 'C:\Users\（ユーザ名）\Anaconda3' "

この中の

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C:\Users\（ユーザ名）\Anaconda3\shell\condabin\conda-hook.ps1

をメモ帳で開き、中身をすべて先程のMicrosoft.PowerShell_profile.ps1にコピーし、その後ろに、

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conda activate

というコマンドを追加する（下図参照）。

powershell_profile

Microsoft.PowerShell_profile.ps1とconda-hook.ps1を閉じる。

PowerShellを再起動すると、スクリプトの実行が無効になっているため、Microsoft.PowerShell_profile.ps1を読み込めないとエラーが出る。そこで、現在のユーザがスクリプトを実行できるように以下のコマンドを入力する。

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Set-ExecutionPolicy RemoteSigned -Scope CurrentUser

入力すると実行ポリシーを変更するか確認されるので、さらにYを入力する。

以上で設定は完了である。もう一度PowerShellを再起動すると、PythonとIPythonを自由に使えるようになる。

Pythonの実行例

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(base) PS C:\Users\（ユーザ名）\Documents> python
Python 3.7.3 (default, Mar 27 2019, 17:13:21) [MSC v.1915 64 bit (AMD64)] :: Anaconda, Inc. on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>

IPythonを実行するには、ipythonと入力する。

設定の詳細

上記の設定方法について補足する。

Windows 7では、OSの環境変数にAnacondaのパスを追加するだけで、コマンドプロンプトからPythonを実行できた。
そのため、エクスプローラ上でShift+右クリックでコマンドプロンプトを起動し、現在のパスでPythonスクリプトを実行することが可能であった。

しかし、後述のようにWindows 10ではこの方法が使えなくなったので、代わりの方法を探した。
また、Windows 10ではShift+右クリックでPowerShellが起動するようになり、コマンドプロンプトに戻すには管理者権限が必要である。
管理者権限がない環境でも設定できるようにしたいため、PowerShellで実行できるようにする。

まず、既にAnacondaのインストールが終わっているものとして、PowerShellからPythonを実行できるか確認する。

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PS C:\Users\（ユーザ名）\Documents> python
python : 用語 'python' は、コマンドレット、関数、スクリプト ファイル、または操作可能なプログラムの名前として認識されま
せん。名前が正しく記述されていることを確認し、パスが含まれている場合はそのパスが正しいことを確認してから、再試行してく
ださい。
発生場所 行:1 文字:1
+ python
+ ~~~~~~
    + CategoryInfo          : ObjectNotFound: (python:String) [], CommandNotFoundException
    + FullyQualifiedErrorId : CommandNotFoundException

やはり実行できない。

次に、Windowsの環境変数に、Pythonの実行フォルダを追加してみた（実際に追加しても上手くいかないので注意）。

Anaconda Powershell PromptにはPythonのパスが通っているはずなので、以下のコマンドでパスを表示する。

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(base) PS C:\Users\（ユーザ名）> $env:Path.split(";")
C:\Users\（ユーザ名）\Anaconda3
C:\Users\（ユーザ名）\Anaconda3\Library\mingw-w64\bin
C:\Users\（ユーザ名）\Anaconda3\Library\usr\bin
C:\Users\（ユーザ名）\Anaconda3\Library\bin
C:\Users\（ユーザ名）\Anaconda3\Scripts
C:\Users\（ユーザ名）\Anaconda3\bin
C:\Users\（ユーザ名）\Anaconda3\condabin
（以下略）

以上のAnaconda関係のフォルダを全てWindowsのパスに追加する。追加する方法は以下を参照。
環境変数の設定方法 | 若葉プログラミング塾

追加すると一応Pythonを起動できるが、環境がactivateされず、ライブラリが読み込めていないというエラーが出る。
実際、NumPyなどをインポートできず実質的にPythonを使えない。

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PS C:\Users\（ユーザ名）\Documents> python
Python 3.7.3 (default, Mar 27 2019, 17:13:21) [MSC v.1915 64 bit (AMD64)] :: Anaconda, Inc. on win32

Warning:
This Python interpreter is in a conda environment, but the environment has
not been activated.  Libraries may fail to load.  To activate this environment
please see https://conda.io/activation

Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>

そこで、Anaconda 2019.03 for Windows Installerから実装されたAnaconda Powershell Promptがどのように起動されているか確認する。
前述のように、Windowsの「スタートメニュー」→「プログラム」→「Anaconda3 (64-bit)」→「Anaconda Powershell Prompt」のプロパティの「リンク先」は以下のようになっていた。

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%windir%\System32\WindowsPowerShell\v1.0\powershell.exe
 -ExecutionPolicy ByPass -NoExit -Command
 "& 'C:\Users\（ユーザ名）\Anaconda3\shell\condabin\conda-hook.ps1' ;
 conda activate 'C:\Users\（ユーザ名）\Anaconda3' "

すなわち、powershell.exeを起動し、
C:\Users\（ユーザ名）\Anaconda3\shell\condabin\conda-hook.ps1
のスクリプトを実行した後、conda activateコマンドを実行していることが分かる。

これをPowerShell起動時に実行してやれば、Anaconda Powershell Promptと同じ環境になる。
PowerShellは、起動時にprofile変数にある設定ファイル（初期設定ではMicrosoft.PowerShell_profile.ps1）を読み込みに行くので、以上のコマンドを設定ファイルに記述する。

ただし、Windows 10の初期設定では、セキュリティポリシーによって設定ファイルの読み込みが制限されている。
そこで、以下のコマンドでローカルにあるスクリプトを実行可能にする。
-Scope CurrentUserでセキュリティポリシーの変更を現在のユーザのみに限ることで、管理者権限が不要になる。

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Set-ExecutionPolicy RemoteSigned -Scope CurrentUser

以上の設定で、Shift+右クリックでPythonを実行可能なPowerShellが起動するようになる。

参考

下2つののサイトでは、パスを追加するだけでPythonを実行できるとあったが、筆者の環境では出来なかった。
2018年の記事なので、それ以降のWindows 10のアップデートにより出来なくなった可能性がある。
PowerShellでAnacondaを使う方法 | 山本隆の開発日誌
 WindowsでPythonがうまく動かないとき(PATHの設定) - Qiita

PowerShellのセキュリティポリシーについては、以下を参照。
PowerShellのExecutionPolicyのスコープとかについて詳しく - Qiita

Anacondaを使って機械学習をするのであれば、オライリーの 「Pythonではじめる機械学習」 がオススメである。教師あり学習・教師なし学習や、特徴量選択などの基本事項が網羅されている。