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こんにちは!今回は、Streamlitで複数画面構成のアプリケーションを作成する方法について解説します。単一ファイルでシンプルなWebアプリが作れるStreamlitですが、機能が増えてくるとページを分けたくなりますよね。この記事では、Streamlit公式のマルチページ機能を使って、効率的に複数画面のアプリを構築する方法を学びましょう。
目次
環境準備
まずは必要なライブラリをインストールしましょう。
pip install streamlit
pip install pandas numpy matplotlib # データ処理・可視化用
Streamlitのマルチページ機能とは
Streamlit 1.10.0以降では、公式に複数ページをサポートする機能が追加されました。この機能を使うことで、アプリケーションを複数のPythonファイルに分割し、構造化された複数画面のアプリを開発できます。
マルチページアプリケーションの主な特徴:
-
ファイル構造に基づく画面分割: メインファイルと
pages
フォルダ内のファイルが自動的に複数ページとして認識されます - 自動生成されるサイドバーナビゲーション: ファイル名に基づいたナビゲーションが自動的に生成されます
-
セッション状態を利用したページ間のデータ共有:
st.session_state
でページ間でデータを共有できます
シナリオ:シンプルなデータ分析ダッシュボード
この記事では、以下の3ページから構成される「シンプルなデータ分析ダッシュボード」を例として実装します:
- ホームページ: アプリケーションの概要とデータのアップロード
- データ分析ページ: 基本的な統計情報と分析結果の表示
- データ可視化ページ: グラフやチャートによるデータの可視化
データ可視化ページにはタブがあり、タブを切り替えて表示内容を変更できます。
マルチページアプリケーションの構築
ディレクトリ構成
マルチページアプリケーションを作成するには、以下のようなディレクトリ構成を作成します:
データ分析ダッシュボード/
├── Home.py # メインページ(ホーム)
├── utils.py # 共通ユーティリティを格納
└── pages/ # 追加ページを格納するフォルダ(必須名称)
├── 1_📊_データ分析.py
└── 2_📈_データ可視化.py
重要なポイント:
-
pages
フォルダ名は変更できません(Streamlitがこの名前を特別に認識します) - ファイル名の先頭に数字やアイコン(例:
1_📊_
)を付けることで、メニューの表示順やアイコンを制御できます
共通ユーティリティの作成
まず、共通のユーティリティ関数をutils.py
に記述します:
# utils.py
import pandas as pd
import numpy as np
def create_sample_data():
"""サンプルデータ(売上データ)を生成する関数"""
dates = pd.date_range(start="2023-01-01", end="2023-12-31", freq="D")
sales = np.random.randint(100, 5000, size=len(dates))
categories = np.random.choice(["食品", "衣料", "電化製品", "雑貨"], size=len(dates))
data = pd.DataFrame({
"日付": dates,
"売上": sales,
"カテゴリ": categories
})
return data
メインアプリケーション(Home.py)の作成
# Home.py
import streamlit as st
import pandas as pd
from utils import create_sample_data
# ページ設定
st.set_page_config(
page_title="データ分析ダッシュボード",
page_icon="📊",
layout="wide"
)
st.title("データ分析ダッシュボード")
st.sidebar.success("上のメニューからページを選択してください")
# セッションステートの初期化(初回のみサンプルデータを作成)
if "data" not in st.session_state:
st.session_state.data = create_sample_data()
# ホームページのコンテンツ
st.header("ホームページ")
st.write("このアプリケーションでは、売上データの分析と可視化を行います。")
# データアップロード機能
st.subheader("データのアップロード")
st.write("CSVファイルをアップロードするか、サンプルデータを使用してください。")
uploaded_file = st.file_uploader("CSVファイルを選択", type=["csv"])
if uploaded_file is not None:
try:
data = pd.read_csv(uploaded_file)
st.success("ファイルのアップロードに成功しました!")
st.session_state.data = data # セッションステートにデータを保存
st.dataframe(data.head())
except Exception as e:
st.error(f"エラーが発生しました: {e}")
else:
st.info("ファイルがアップロードされていないため、サンプルデータを使用します。")
st.dataframe(st.session_state.data.head())
# アプリケーションの使用方法
st.markdown("""
## 使用方法
1. CSVファイルをアップロードするか、サンプルデータを使用します。
2. サイドバーのメニューから各ページにアクセスできます:
- **データ分析**: 基本統計情報とカテゴリ別分析
- **データ可視化**: グラフによるデータの可視化
## データ形式
アップロードするCSVファイルは以下の列を含むことを推奨します:
- `日付`: 日付データ (YYYY-MM-DD形式)
- `売上`: 数値データ
- `カテゴリ`: カテゴリ/区分データ
上記の列がない場合も、アプリは動作しますが一部の機能が利用できない場合があります。
""")
データ分析ページの作成
次に、pages
フォルダ内に分析ページを作成します:
# pages/1_📊_データ分析.py
import streamlit as st
import pandas as pd
import numpy as np
# ページ設定
st.set_page_config(
page_title="データ分析",
page_icon="📊",
)
st.title("データ分析ダッシュボード")
st.header("データ分析")
# セッションステートからデータの取得
if "data" not in st.session_state:
st.error("データがありません。ホームページでデータをアップロードしてください。")
st.stop() # これ以降の処理を中止
data = st.session_state.data
# 日付データの処理(存在する場合)
if "日付" in data.columns:
# 日付型に変換
try:
data["日付"] = pd.to_datetime(data["日付"])
except:
st.warning("日付の変換に失敗しました。日付形式を確認してください。")
# 基本統計情報
st.subheader("基本統計情報")
# 数値データのみを対象に統計情報を表示
numeric_cols = data.select_dtypes(include=[np.number]).columns.tolist()
if numeric_cols:
st.write(data[numeric_cols].describe())
else:
st.warning("数値データが見つかりません。")
# カテゴリ別分析
st.subheader("カテゴリ別分析")
if "カテゴリ" in data.columns and "売上" in data.columns:
# カテゴリごとの集計
category_summary = data.groupby("カテゴリ")["売上"].agg(["sum", "mean", "count"])
category_summary.columns = ["合計売上", "平均売上", "データ数"]
category_summary = category_summary.sort_values("合計売上", ascending=False)
st.write(category_summary)
# カテゴリごとの売上合計をバーチャートで表示
st.subheader("カテゴリ別売上合計")
st.bar_chart(category_summary["合計売上"])
else:
st.warning("「カテゴリ」または「売上」列がデータに存在しません。")
# 時系列分析
st.subheader("時系列分析")
if "日付" in data.columns and "売上" in data.columns:
# 日付でグループ化するレベルを選択
time_level = st.selectbox(
"時間単位を選択",
options=["日別", "週別", "月別", "四半期別", "年別"],
index=2 # デフォルトは月別
)
# 選択した時間単位でグループ化
if time_level == "日別":
data["時間単位"] = data["日付"].dt.date
elif time_level == "週別":
data["時間単位"] = data["日付"].dt.to_period("W").dt.start_time.dt.date
elif time_level == "月別":
data["時間単位"] = data["日付"].dt.to_period("M").dt.start_time.dt.date
elif time_level == "四半期別":
data["時間単位"] = data["日付"].dt.to_period("Q").dt.start_time.dt.date
else: # 年別
data["時間単位"] = data["日付"].dt.year
# グループ化して集計
time_summary = data.groupby("時間単位")["売上"].sum().reset_index()
time_summary = time_summary.sort_values("時間単位")
# 時系列チャートの表示
st.line_chart(time_summary.set_index("時間単位"))
# 詳細データの表示
with st.expander("詳細データを表示"):
st.dataframe(time_summary)
else:
st.warning("「日付」または「売上」列がデータに存在しません。")
データ可視化ページの作成
続いて、データ可視化ページを作成します:
# pages/2_📈_データ可視化.py
import streamlit as st
import pandas as pd
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib as mpl
# 日本語フォント設定
plt.rcParams['font.family'] = 'sans-serif'
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['MS Gothic', 'Yu Gothic', 'Meiryo', 'sans-serif']
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False
# ページ設定
st.set_page_config(
page_title="データ可視化",
page_icon="📈",
layout="wide"
)
st.title("データ分析ダッシュボード")
st.header("データ可視化")
# セッションステートからデータの取得
if "data" not in st.session_state:
st.error("データがありません。ホームページでデータをアップロードしてください。")
st.stop()
data = st.session_state.data
# 日付データの処理(存在する場合)
if "日付" in data.columns:
try:
data["日付"] = pd.to_datetime(data["日付"])
data["月"] = data["日付"].dt.strftime("%Y-%m")
except:
st.warning("日付の変換に失敗しました。")
# タブで可視化を分類
tab1, tab2, tab3 = st.tabs(["カテゴリ分析", "時系列分析", "データ分布"])
# タブ1: カテゴリ分析
with tab1:
st.subheader("カテゴリ別売上割合")
if "カテゴリ" in data.columns and "売上" in data.columns:
# カテゴリ別集計
category_sales = data.groupby("カテゴリ")["売上"].sum()
# 円グラフの表示
fig, ax = plt.subplots(figsize=(10, 6))
ax.pie(
category_sales,
labels=category_sales.index,
autopct='%1.1f%%',
startangle=90,
shadow=True,
)
ax.axis('equal') # 円を真円に
plt.title("カテゴリ別売上割合")
st.pyplot(fig)
# データ表示
st.dataframe(category_sales.reset_index().rename(
columns={"index": "カテゴリ", "売上": "合計売上"}
))
else:
st.warning("「カテゴリ」または「売上」列がデータに存在しません。")
# タブ2: 時系列分析
with tab2:
st.subheader("月別売上トレンド")
if "日付" in data.columns and "売上" in data.columns:
# 月別集計
monthly_data = data.groupby("月")["売上"].sum().reset_index()
# グラフ表示
fig, ax = plt.subplots(figsize=(12, 6))
ax.bar(monthly_data["月"], monthly_data["売上"])
plt.xticks(rotation=45)
plt.title("月別売上推移")
plt.tight_layout()
st.pyplot(fig)
# カテゴリ別月次推移(存在する場合)
if "カテゴリ" in data.columns:
st.subheader("カテゴリ別月次売上推移")
# カテゴリと月でグループ化
category_monthly = data.groupby(["月", "カテゴリ"])["売上"].sum().reset_index()
# グラフ表示
fig, ax = plt.subplots(figsize=(12, 8))
# カテゴリごとに異なる色で線グラフを描画
for category in category_monthly["カテゴリ"].unique():
category_data = category_monthly[category_monthly["カテゴリ"] == category]
ax.plot(category_data["月"], category_data["売上"], marker='o', label=category)
ax.legend()
plt.xticks(rotation=45)
plt.title("カテゴリ別月次売上推移")
plt.tight_layout()
st.pyplot(fig)
else:
st.warning("「日付」または「売上」列がデータに存在しません。")
# タブ3: データ分布
with tab3:
st.subheader("売上データの分布")
if "売上" in data.columns:
# ヒストグラム
fig, ax = plt.subplots(figsize=(10, 6))
ax.hist(data["売上"], bins=20, alpha=0.7, density=True)
# 平均線を追加
mean_value = data["売上"].mean()
ax.axvline(mean_value, color='red', linestyle='--', linewidth=1, label=f'平均: {mean_value:.1f}')
plt.title("売上データのヒストグラム")
ax.legend()
st.pyplot(fig)
# 箱ひげ図(カテゴリ別)
if "カテゴリ" in data.columns:
st.subheader("カテゴリ別売上分布")
fig, ax = plt.subplots(figsize=(10, 6))
# カテゴリごとに箱ひげ図を作成
category_list = data["カテゴリ"].unique()
category_data = [data[data["カテゴリ"] == category]["売上"] for category in category_list]
ax.boxplot(category_data, tick_labels=category_list)
plt.title("カテゴリ別売上の箱ひげ図")
plt.xticks(rotation=45)
plt.tight_layout()
st.pyplot(fig)
else:
st.warning("「売上」列がデータに存在しません。")
アプリケーションの実行
アプリケーションを実行するには、メインディレクトリ(Home.py
があるディレクトリ)で以下のコマンドを実行します:
すると、ブラウザが自動的に開き、アプリケーションが表示されます。サイドバーには自動的にページ一覧が表示され、ユーザーは各ページを切り替えることができます。
ページ間のデータ共有
Streamlitでは、st.session_state
を使用してページ間でデータを共有します。上記の実装でも、アップロードされたデータや分析結果をページ間で共有するために使用しています。
セッションステートの基本的な使い方
# データの保存
st.session_state.データ名 = データ値
# データの取得
if "データ名" in st.session_state:
data = st.session_state.データ名
else:
# データが存在しない場合の処理
st.error("データが見つかりません")
セッションステートの活用例
-
ユーザー入力の保持
if "user_settings" not in st.session_state: st.session_state.user_settings = {"theme": "light", "language": "ja"} # 設定を変更 selected_theme = st.selectbox("テーマを選択", ["light", "dark"], index=0 if st.session_state.user_settings["theme"] == "light" else 1) # 変更を保存 if selected_theme != st.session_state.user_settings["theme"]: st.session_state.user_settings["theme"] = selected_theme
-
計算結果のキャッシュ
# 重い計算の結果をキャッシュ if "analysis_results" not in st.session_state: # 初回のみ計算を実行 st.session_state.analysis_results = perform_heavy_analysis(data) # キャッシュした結果を使用 results = st.session_state.analysis_results
実装のポイントとベストプラクティス
1. わかりやすいファイル名とページ構成
マルチページアプリケーションでは、ファイル名がそのままメニュー項目になります。以下のような命名規則がおすすめです:
1_🏠_ホーム.py
2_📊_データ分析.py
3_📈_可視化.py
- 数字プレフィックス: 順序を制御
- 絵文字: 視覚的にわかりやすく
- 簡潔な名前: 機能を表す
2. 共通のユーティリティ関数とスタイルの一貫性
共通のユーティリティ関数は別ファイルに切り出し、各ページで再利用します。また、ページタイトルやレイアウトなども一貫性を持たせましょう。
# 全ページで同じ設定を使用
st.set_page_config(
page_title="アプリ名 - ページ名",
page_icon="アイコン",
layout="wide" # 一貫したレイアウト
)
# 一貫したタイトル構造
st.title("アプリケーション名")
st.header("ページ名")
3. エラー処理とユーザーガイダンス
データが存在しない場合や形式が正しくない場合のエラー処理を適切に行いましょう。
# データの存在確認
if "data" not in st.session_state:
st.error("データがありません。ホームページでデータをアップロードしてください。")
st.stop() # これ以降の処理を中止
# データの形式確認
if "必要な列" not in st.session_state.data.columns:
st.warning("「必要な列」がデータに存在しません。一部の機能が利用できない場合があります。")
4. レスポンシブな設計
さまざまな画面サイズに対応するため、レスポンシブな設計を心がけましょう。
# 画面幅に応じたレイアウト
if st.session_state.get("screen_width", "wide") == "wide":
col1, col2 = st.columns([2, 1]) # 大画面では2:1の比率
else:
col1, col2 = st.columns([1, 1]) # 小画面では1:1の比率
まとめ
この記事では、Streamlitの公式マルチページ機能を使って複数画面構成のアプリケーションを実装する方法を学びました。実際のデータ分析ダッシュボードの例を通じて、以下のポイントを解説しました:
- 適切なフォルダ構成とファイル名の付け方
- ページ間でのデータ共有方法
- 一貫性のあるユーザーインターフェース設計
- エラー処理とユーザーガイダンス
Streamlitの公式マルチページ機能を使うことで、メンテナンスしやすく拡張性の高いWebアプリケーションを開発できます。ぜひ、この記事で紹介した方法を活用して、あなた自身のアイデアを形にしてみてください!
参考リンク
最新の実装方法や注意事項は公式情報を確認してください。