stdlib.md

1> **Источник:** https://python-all.ru/3.0/tutorial/stdlib.html2>3> «Документация Python на русском» – неофициальный перевод официальной документации Python: версии от 2.6 до 3.16, полнотекстовый поиск, английский оригинал рядом с переводом. Эта Markdown-версия страницы предназначена для работы с LLM: вставьте её в ChatGPT, Claude или Cursor.45---67# Краткий обзор стандартной библиотеки89## Интерфейс операционной системы1011Модуль [`os`](https://python-all.ru/3.0/library/os.html#module-os) предоставляет десятки функций для взаимодействия с операционной системой:1213```python14>>> import os15>>> os.system('time 0:02')16017>>> os.getcwd()      # Возвращает текущую рабочую директорию18'C:\\Python30'19>>> os.chdir('/server/accesslogs')20```2122Be sure to use the `import os` style instead of `from os import *`. This will keep [`os.open()`](https://python-all.ru/3.0/library/os.html#os.open) from shadowing the builtin [`open()`](https://python-all.ru/3.0/library/functions.html#open) function which operates much differently.2324Встроенные функции [`dir()`](https://python-all.ru/3.0/library/functions.html#dir) и [`help()`](https://python-all.ru/3.0/library/functions.html#help) полезны как интерактивные средства при работе с большими модулями, такими как [`os`](https://python-all.ru/3.0/library/os.html#module-os):2526```python27>>> import os28>>> dir(os)29<returns a list of all module functions>30>>> help(os)31<returns an extensive manual page created from the module's docstrings>32```3334Для повседневных задач управления файлами и каталогами модуль [`shutil`](https://python-all.ru/3.0/library/shutil.html#module-shutil) предоставляет интерфейс более высокого уровня, который проще в использовании:3536```python37>>> import shutil38>>> shutil.copyfile('data.db', 'archive.db')39>>> shutil.move('/build/executables', 'installdir')40```4142## Шаблоны файлов4344Модуль [`glob`](https://python-all.ru/3.0/library/glob.html#module-glob) предоставляет функцию для составления списков файлов по шаблонным поискам в каталогах:4546```python47>>> import glob48>>> glob.glob('*.py')49['primes.py', 'random.py', 'quote.py']50```5152## Аргументы командной строки5354Обычные вспомогательные скрипты часто должны обрабатывать аргументы командной строки. Эти аргументы хранятся в виде списка в атрибуте *argv* модуля [`sys`](https://python-all.ru/3.0/library/sys.html#module-sys). Например, следующий вывод получается при запуске `python demo.py one two three` в командной строке:5556```python57>>> import sys58>>> print(sys.argv)59['demo.py', 'one', 'two', 'three']60```6162Модуль [`getopt`](https://python-all.ru/3.0/library/getopt.html#module-getopt) обрабатывает *sys.argv*, используя соглашения функции `getopt()`. Более мощная и гибкая обработка аргументов командной строки предоставляется модулем [`optparse`](https://python-all.ru/3.0/library/optparse.html#module-optparse).6364## Перенаправление вывода ошибок и завершение программы6566Модуль [`sys`](https://python-all.ru/3.0/library/sys.html#module-sys) также имеет атрибуты для *stdin*, *stdout* и *stderr*. Последний полезен для вывода предупреждений и сообщений об ошибках, чтобы они были видны, даже если *stdout* перенаправлен:6768```python69>>> sys.stderr.write('Warning, log file not found starting a new one\n')70Warning, log file not found starting a new one71```7273Самый прямой способ завершить скрипт – использовать `sys.exit()`.7475## Поиск по шаблону в строках7677Модуль [`re`](https://python-all.ru/3.0/library/re.html#module-re) предоставляет инструменты регулярных выражений для продвинутой обработки строк. Для сложных сопоставлений и манипуляций регулярные выражения предлагают краткие и оптимизированные решения:7879```python80>>> import re81>>> re.findall(r'\bf[a-z]*', 'which foot or hand fell fastest')82['foot', 'fell', 'fastest']83>>> re.sub(r'(\b[a-z]+) \1', r'\1', 'cat in the the hat')84'cat in the hat'85```8687Когда нужны только простые возможности, предпочтительнее строковые методы, поскольку их легче читать и отлаживать:8889```python90>>> 'tea for too'.replace('too', 'two')91'tea for two'92```9394## Математика9596Модуль [`math`](https://python-all.ru/3.0/library/math.html#module-math) предоставляет доступ к низкоуровневым функциям библиотеки C для математики с плавающей запятой:9798```python99>>> import math100>>> math.cos(math.pi / 4)1010.70710678118654757102>>> math.log(1024, 2)10310.0104```105106Модуль [`random`](https://python-all.ru/3.0/library/random.html#module-random) предоставляет инструменты для создания случайных выборок:107108```python109>>> import random110>>> random.choice(['apple', 'pear', 'banana'])111'apple'112>>> random.sample(range(100), 10)   # выборка без возвращения113[30, 83, 16, 4, 8, 81, 41, 50, 18, 33]114>>> random.random()    # случайное число с плавающей запятой1150.17970987693706186116>>> random.randrange(6)    # случайное целое число из range(6)1174118```119120Проект SciPy \<[http://scipy.org](https://python-all.ru/3.0/tutorial/stdlib.html)\> содержит много других модулей для численных вычислений.121122## Доступ к интернету123124Существует ряд модулей для доступа к интернету и обработки интернет-протоколов. Два самых простых – [`urllib.request`](https://python-all.ru/3.0/library/urllib.request.html#module-urllib.request) для получения данных из URL и [`smtplib`](https://python-all.ru/3.0/library/smtplib.html#module-smtplib) для отправки почты:125126```python127>>> from urllib.request import urlopen128>>> for line in urlopen('http://tycho.usno.navy.mil/cgi-bin/timer.pl'):129...     if 'EST' in line or 'EDT' in line:  # поиск восточного времени130...         print(line)131132<BR>Nov. 25, 09:43:32 PM EST133134>>> import smtplib135>>> server = smtplib.SMTP('localhost')136>>> server.sendmail('soothsayer@example.org', 'jcaesar@example.org',137... """Кому: jcaesar@example.org138... От: soothsayer@example.org139...140... Остерегайтесь мартовских ид.141... """)142>>> server.quit()143```144145(Обратите внимание, что второй пример требует работающего почтового сервера на localhost.)146147## Даты и время148149Модуль [`datetime`](https://python-all.ru/3.0/library/datetime.html#module-datetime) предоставляет классы для работы с датами и временем как простыми, так и сложными способами. Хотя арифметика дат и времени поддерживается, основное внимание в реализации уделяется эффективному извлечению элементов для форматирования вывода и манипуляций. Модуль также поддерживает объекты, учитывающие часовой пояс.150151```python152# даты легко создаются и форматируются153>>> from datetime import date154>>> now = date.today()155>>> now156datetime.date(2003, 12, 2)157>>> now.strftime("%m-%d-%y. %d %b %Y is a %A on the %d day of %B.")158'12-02-03. 02 Dec 2003 is a Tuesday on the 02 day of December.'159160# даты поддерживают календарные вычисления161>>> birthday = date(1964, 7, 31)162>>> age = now - birthday163>>> age.days16414368165```166167## Сжатие данных168169Распространённые форматы архивации и сжатия данных напрямую поддерживаются модулями, включая: [`zlib`](https://python-all.ru/3.0/library/zlib.html#module-zlib), [`gzip`](https://python-all.ru/3.0/library/gzip.html#module-gzip), [`bz2`](https://python-all.ru/3.0/library/bz2.html#module-bz2), [`zipfile`](https://python-all.ru/3.0/library/zipfile.html#module-zipfile) и [`tarfile`](https://python-all.ru/3.0/library/tarfile.html#module-tarfile).170171```python172>>> import zlib173>>> s = 'witch which has which witches wrist watch'174>>> len(s)17541176>>> t = zlib.compress(s)177>>> len(t)17837179>>> zlib.decompress(t)180'witch which has which witches wrist watch'181>>> zlib.crc32(s)182226805979183```184185## Измерение производительности186187Некоторые пользователи Python проявляют глубокий интерес к сравнению производительности различных подходов к одной и той же задаче. Python предоставляет инструмент измерения, который сразу даёт ответы на эти вопросы.188189Например, может возникнуть соблазн использовать распаковку кортежей вместо традиционного подхода для обмена аргументами. Модуль [`timeit`](https://python-all.ru/3.0/library/timeit.html#module-timeit) быстро демонстрирует скромное преимущество в производительности:190191```python192>>> from timeit import Timer193>>> Timer('t=a; a=b; b=t', 'a=1; b=2').timeit()1940.57535828626024577195>>> Timer('a,b = b,a', 'a=1; b=2').timeit()1960.54962537085770791197```198199В отличие от мелкозернистости [`timeit`](https://python-all.ru/3.0/library/timeit.html#module-timeit), модули `profile` и [`pstats`](https://python-all.ru/3.0/library/profile.html#module-pstats) предоставляют инструменты для выявления критичных по времени участков в больших блоках кода.200201## Контроль качества202203Один из подходов к разработке качественного программного обеспечения – писать тесты для каждой функции по мере её создания и регулярно запускать их в процессе разработки.204205Модуль [`doctest`](https://python-all.ru/3.0/library/doctest.html#module-doctest) предоставляет инструмент для сканирования модуля и проверки тестов, встроенных в строки документации программы. Создание теста так же просто, как копирование и вставка типичного вызова вместе с его результатами в строку документации. Это улучшает документацию, предоставляя пользователю пример, и позволяет модулю doctest убедиться, что код соответствует документации:206207```python208def average(values):209    """Вычисляет среднее арифметическое списка чисел.210211    >>> print(average([20, 30, 70]))212    40.0213    """214    return sum(values) / len(values)215216import doctest217doctest.testmod()   # Автоматически проверяет встроенные тесты218```219220Модуль [`unittest`](https://python-all.ru/3.0/library/unittest.html#module-unittest) не так прост, как модуль [`doctest`](https://python-all.ru/3.0/library/doctest.html#module-doctest), но позволяет поддерживать более полный набор тестов в отдельном файле:221222```python223import unittest224225class TestStatisticalFunctions(unittest.TestCase):226227    def test_average(self):228        self.assertEqual(average([20, 30, 70]), 40.0)229        self.assertEqual(round(average([1, 5, 7]), 1), 4.3)230        self.assertRaises(ZeroDivisionError, average, [])231        self.assertRaises(TypeError, average, 20, 30, 70)232233unittest.main() # Вызов из командной строки запускает все тесты234```235236## Всё включено237238Python придерживается философии «батарейки в комплекте». Это лучше всего видно на примере сложных и мощных возможностей его крупных пакетов. Например:239240- Модули [`xmlrpc.client`](https://python-all.ru/3.0/library/xmlrpc.client.html#module-xmlrpc.client) и [`xmlrpc.server`](https://python-all.ru/3.0/library/xmlrpc.server.html#module-xmlrpc.server) превращают реализацию удалённых вызовов процедур в почти тривиальную задачу. Несмотря на названия модулей, никаких знаний XML или работы с ним не требуется.241- Пакет [`email`](https://python-all.ru/3.0/library/email.html#module-email) – это библиотека для управления почтовыми сообщениями, включая MIME и другие документы на основе RFC 2822. В отличие от [`smtplib`](https://python-all.ru/3.0/library/smtplib.html#module-smtplib) и [`poplib`](https://python-all.ru/3.0/library/poplib.html#module-poplib), которые непосредственно отправляют и принимают сообщения, пакет email предоставляет полный набор инструментов для построения или декодирования сложных структур сообщений (включая вложения), а также для реализации интернет-кодировок и заголовочных протоколов.242- Пакеты [`xml.dom`](https://python-all.ru/3.0/library/xml.dom.html#module-xml.dom) и [`xml.sax`](https://python-all.ru/3.0/library/xml.sax.html#module-xml.sax) обеспечивают надежную поддержку для разбора этого популярного формата обмена данными. Аналогично, модуль [`csv`](https://python-all.ru/3.0/library/csv.html#module-csv) поддерживает прямые чтение и запись в распространенном формате баз данных. Вместе эти модули и пакеты значительно упрощают обмен данными между приложениями Python и другими инструментами.243- Интернационализация поддерживается несколькими модулями, включая [`gettext`](https://python-all.ru/3.0/library/gettext.html#module-gettext), [`locale`](https://python-all.ru/3.0/library/locale.html#module-locale) и пакет [`codecs`](https://python-all.ru/3.0/library/codecs.html#module-codecs).244