このページではOpenAIのChat Completions APIについて解説します。OpenAIは新しいResponses APIに移行するつもりのようです（OpenAIのresponses APIを使う 参照）。しかし、Chat Completionsは他社のAPIもお手本にする基本的な方法なので、使ってみて損はしません。
まずこちらで登録してAPIキーを発行してもらいます。サブスクのChatGPTと異なり、料金は従量制で、百万トークンあたり何ドルという具合に課金されます。値段の比較はLLM API比較がわかりやすいと思います。
APIの概要はOpenAIの OpenAI developer platform からドキュメンテーション、APIレファレンスなどをご覧ください。APIで送られたデータは学習用に使われることはありません。不正使用の監視のために30日間保持され、特に問題なければ消去されるようです。
Pythonのパッケージは pip install openai でインストールできます。
APIキーは、プログラムに直接書き込まず、環境変数に設定しておくのが安全・便利です。MacやLinuxでは、ターミナルに
export OPENAI_API_KEY="sk-XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX"
と打ち込めば環境変数が設定されます。.bashrc か .zshenv 等に書き込んでおけばシェル起動時に設定されます。APIキーを書き込んだファイルは他人に見られないようにパーミッションを正しく設定しておきましょう。環境変数が使えないときは python-dotenv が便利そうです。
使い方の基本は次の通りです（2023-11-07に大きく変わりました）：
from openai import OpenAI
client = OpenAI() # 環境変数からAPIキーを取得する場合
# もし環境変数が使えないなら次のようにする：
# client = OpenAI(api_key="sk-XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX")
res = client.chat.completions.create(
model="gpt-4.1",
messages=[
{"role": "system", "content": "あなたは賢いAIです。"}, # 役割設定（省略可）
{"role": "user", "content": "1たす1は？"} # 最初の質問
],
temperature=0 # 温度（0-2, デフォルト1）
)
print(res.choices[0].message.content) # 答えが返る
Chat Completions APIは、質問・応答の履歴を記憶しません。以前の質問・応答を前提としたい場合は、次のように履歴を与えた上で質問をします：
res = client.chat.completions.create(
model="gpt-4.1",
messages=[
{"role": "system", "content": "あなたは賢いAIです。"}, # 役割設定（省略可）
{"role": "user", "content": "1たす1は？"}, # 最初の質問
{"role": "assistant", "content": "2です。"}, # 最初の答え
{"role": "user", "content": "それを3倍して。"} # 次の質問
],
temperature=0
)
print(res.choices[0].message.content) # 答えが返る
履歴と質問、答えを合わせたトークン数には上限（モデルによって違いますが、gpt-4.1 では100万トークン）があります。トークンはほぼ単語に相当するものです（後述）。トークン数を表示するには、次のようにします：
print(res.usage)
CompletionUsage(completion_tokens=8, prompt_tokens=27, total_tokens=35)
トークン上限を超えて会話を続けるには、不要な履歴を削除する必要があります。削除も含めて、簡単な会話を続けるには、例えば次のようにすればいいでしょう（通常はそんなに長い会話をしないでしょうけれど）：
from openai import OpenAI
client = OpenAI()
msg = [{"role": "system", "content": "あなたは賢いAIです。"}]
while True:
prompt = input("> ").strip()
if prompt in ["quit", "exit"]:
break
msg.append({"role": "user", "content": prompt})
res = client.chat.completions.create(model="gpt-4.1", messages=msg)
ans = res.choices[0].message.content.strip()
print(ans)
msg.append({"role": "assistant", "content": ans})
if res.usage.total_tokens > 900000:
msg.pop(1)
msg.pop(1)
LLMは次のトークンの「確率分布」（確信度）を計算し、それに従って実際の次のトークンをランダムに選びます。ただしそれは temperature=1 あたりに設定したときで、temperature=0 にすればつねに最大確率のトークンが選ばれます。「確率分布」（実際には確率の対数logprobs）は次のようにして調べることができます。
from openai import OpenAI
client = OpenAI()
res = client.chat.completions.create(
model="gpt-4.1",
messages=[
{
"role": "user",
"content": "Write a one-sentence bedtime story about a unicorn."
}
],
logprobs=True,
top_logprobs=3,
temperature=0
)
print(res.choices[0].message.content)
Under a blanket of twinkling stars, a gentle unicorn tiptoed through a moonlit meadow, leaving trails of sparkling dreams for all the sleeping children.
for x in res.choices[0].logprobs.content[:5]:
print(repr(x.token))
for t in x.top_logprobs:
print(" ", repr(t.token), t.logprob)
'Under' 'Under' -0.18204644322395325 'As' -1.9320464134216309 'B' -4.682046413421631 ' a' ' a' -0.29004523158073425 ' the' -1.4150452613830566 'neath' -4.790045261383057 ' blanket' ' blanket' -1.3965630531311035 ' sky' -1.7715630531311035 ' silver' -1.7715630531311035 ' of' ' of' -6.704273118884885e-07 ' woven' -15.250000953674316 ' stitched' -15.375000953674316 ' tw' ' tw' -0.0457843616604805 ' stars' -4.2957844734191895 ' shimmering' -4.2957844734191895
Web 版 ChatGPT のように文字単位（単語単位）で出力するようにしてみましょう。モデル名として Gemini のモデル（"gemini-1.5-pro" など）や xAI のモデル（"grok-2-latest" など）や PLaMo のモデルを与えてもいいようにしました（それぞれ環境変数 GOOGLE_API_KEY、XAI_API_KEY、PLAMO_API_KEY にAPIキーを入れておきます）。
import os
from openai import OpenAI
class Chatbot:
def __init__(self, model="chatgpt-4o-latest", messages=None, temperature=0, stream=True):
if "gemini" in model:
self.client = OpenAI(
api_key=os.getenv("GOOGLE_API_KEY"),
base_url="https://generativelanguage.googleapis.com/v1beta/openai/"
)
elif "grok" in model:
self.client = OpenAI(
api_key=os.getenv("XAI_API_KEY"),
base_url="https://api.x.ai/v1"
)
elif "plamo" in model:
self.client = OpenAI(
api_key=os.getenv("PLAMO_API_KEY"),
base_url="https://platform.preferredai.jp/api/completion/v1",
)
else:
self.client = OpenAI()
self.model = model
self.messages = messages or []
self.temperature = temperature
self.stream = stream
def chat(self, prompt, temperature=None, stream=None, verbose=0, **kwargs):
prompt = prompt.strip()
if len(self.messages) > 0 and self.messages[-1]["role"] == "user":
self.messages.pop()
self.messages.append({"role": "user", "content": prompt})
stream = stream if stream is not None else self.stream
temperature = temperature if temperature is not None else self.temperature
try:
res = self.client.chat.completions.create(model=self.model,
messages=self.messages,
temperature=temperature,
stream=stream, **kwargs)
except Exception as e:
print("Error", e)
return
if stream:
ans = ""
for chunk in res:
if chunk.choices and hasattr(chunk.choices[0].delta, "content"):
content = chunk.choices[0].delta.content or ""
else:
content = ""
print(content, end="")
ans += content
else:
ans = res.choices[0].message.content.strip()
print(ans)
if verbose:
u = res.usage
print(u.prompt_tokens, u.completion_tokens, u.total_tokens)
if verbose > 1:
print(res)
self.messages.append({"role": "assistant", "content": ans})
def get_messages(self):
return self.messages
これを使うには例えば
chatbot = Chatbot()
chatbot.chat("こんにちは！")
のようにします。会話を続けるには
chatbot.chat("""
○○について説明してください。
""")
のようにします。コンテクストが溢れた場合は、とりあえず
chatbot = Chatbot(messages=chatbot.get_messages()[2:])
のようにして新しいチャットのインスタンスを作ってください。
上で作った Chatbot() クラスの応用として、URLを与えてページを要約するアプリを作ってみましょう。ここでは Trafilatura というライブラリを使ってWebページのテキストを取り出しています。
import trafilatura URL = "https://....." text = trafilatura.extract(trafilatura.fetch_url(URL)) chatbot = Chatbot(model="gpt-3.5-turbo-16k") chatbot.chat(prompt="Provide a long and detailed summary of what follows:\n\n" + text)
トークンはほぼ単語に相当する概念で、gpt-3.5-turbo や gpt-4 では tiktoken の cl100k_base というエンコーディングが使われています（→ OpenAI 言語モデルごとのエンコーディング一覧）。頻出単語は1トークン、そうでない単語は2トークン以上に分割されます。日本語の場合は、2〜3文字が1トークンになることも、逆に1文字が2〜3トークンに分割されることもあります。平均してトークンあたり日本語0.9170文字程度です（OpenAI 言語モデルで日本語を扱う際のトークン数推定指標）。
pip install tiktoken して試してみましょう：
import tiktoken
enc = tiktoken.get_encoding("cl100k_base")
次の例で試してみましょう（山本義隆『熱学思想の史的展開』（現代数学社，1987年）より）：
s = "「何人ものニュートンがいた（There were several Newtons）」と言ったのは，科学史家ハイルブロンである．同様にコーヘンは「ニュートンはつねに二つの貌を持っていた（Newton was always ambivalent）」と語っている．"
e = enc.encode(s)
for i in e:
c = enc.decode([i])
if len(c) == 1 and ord(c) == 65533: # 65533は「�」
print(i, end="|")
else:
print(c, end="|")
print()
次のように88トークンに分割されていることがわかります：
「|何|人|も|の|ニ|ュ|ート|ン|が|い|た|（|There| were| several| Newton|s|）|」|と|言|っ|た|の|は|，|科|学|5877|110|家|2845|237|イ|ル|ブ|ロ|ン|で|あ|る|．|同|162|100|246|に|コ|ー�|246|ン|は|「|ニ|ュ|ート|ン|は|つ|2243|255|に|二|つ|の|80631|234|を|持|って|い|た|（|Newton| was| always| amb|ivalent|）|」|と|45918|252|って|い|る|．|
英語はだいたい1語1トークンですが、直前のスペースも含めてトークンになっていることがけっこうあります。日本語はだいたい1文字1トークンですが、「様」のようにUTF-8の3バイトがそれぞれトークンになっている場合や、「ーヘ」の「ヘ」の最初の2バイトが「ー」とくっついて1トークンになっているような場合もあります。平均して10トークンが日本語9文字少々という感じです。
ちなみに、同じ文字列をOpenAIの Tokenizer に入れると、GPT-3では120トークンになります。
[2024-05-14追記] GPT-4o では新しいトークナイザで日本語のトークン数も減りました。tiktoken 0.7.0 以降で試せます：
enc = tiktoken.get_encoding("o200k_base")
# または enc = tiktoken.encoding_for_model("gpt-4o")
上の例でトークン数は67です：
「|何|人|もの|ニュ|ート|ン|が|いた|（|There| were| several| Newton|s|）」|と言|った|の|は|，|科学|史|家|ハ|イル|ブ|ロン|で|ある|．|同|様|に|コ|ー�|246|ン|は|「|ニュ|ート|ン|は|つ|ね|に|二|つ|の|貌|を|持|って|いた|（|Newton| was| always| amb|ivalent|）」|と|語|って|いる|．|
「名無しさん」「転載は禁止」「VIPがお送りします」みたいなのがそれぞれ1トークンになるので、何を学習させたかの想像がついてしまいます。