`stdlib.md`

264 строк · 18.1 КБ · обычная страница · сырой текст · скачать
1> **Источник:** https://python-all.ru/3.4/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# 10. Краткий обзор стандартной библиотеки89## 10.1. Интерфейс операционной системы1011Модуль [`os`](https://python-all.ru/3.4/library/os.html#module-os) предоставляет десятки функций для взаимодействия с операционной системой:1213```python14>>> import os15>>> os.getcwd()      # Возвращает текущую рабочую директорию16'C:\\Python34'17>>> os.chdir('/server/accesslogs')   # Изменяет текущую рабочую директорию18>>> os.system('mkdir today')   # Выполняет команду mkdir в системной оболочке19020```2122Используйте стиль `import os` вместо `from os import *`. Это предотвратит затенение встроенной функции [`open()`](https://python-all.ru/3.4/library/functions.html#open) со стороны [`os.open()`](https://python-all.ru/3.4/library/os.html#os.open), которая работает совсем иначе.2324Встроенные функции [`dir()`](https://python-all.ru/3.4/library/functions.html#dir) и [`help()`](https://python-all.ru/3.4/library/functions.html#help) полезны в качестве интерактивных помощников при работе с крупными модулями, такими как [`os`](https://python-all.ru/3.4/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/3.4/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'archive.db'40>>> shutil.move('/build/executables', 'installdir')41'installdir'42```4344## 10.2. Подстановочные знаки для файлов4546Модуль [`glob`](https://python-all.ru/3.4/library/glob.html#module-glob) предоставляет функцию для составления списков файлов по шаблонным поискам в каталогах:4748```python49>>> import glob50>>> glob.glob('*.py')51['primes.py', 'random.py', 'quote.py']52```5354## 10.3. Аргументы командной строки5556Обычные вспомогательные скрипты часто должны обрабатывать аргументы командной строки. Эти аргументы хранятся в виде списка в атрибуте *argv* модуля [`sys`](https://python-all.ru/3.4/library/sys.html#module-sys). Например, следующий вывод получается при запуске `python demo.py one two three` в командной строке:5758```python59>>> import sys60>>> print(sys.argv)61['demo.py', 'one', 'two', 'three']62```6364Модуль [`getopt`](https://python-all.ru/3.4/library/getopt.html#module-getopt) обрабатывает *sys.argv* в соответствии с соглашениями функции [`getopt()`](https://python-all.ru/3.4/library/getopt.html#module-getopt) из Unix. Более мощная и гибкая обработка командной строки предоставляется модулем [`argparse`](https://python-all.ru/3.4/library/argparse.html#module-argparse).6566## 10.4. Перенаправление вывода ошибок и завершение программы6768Модуль [`sys`](https://python-all.ru/3.4/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:6970```python71>>> sys.stderr.write('Warning, log file not found starting a new one\n')72Warning, log file not found starting a new one73```7475Самый прямой способ завершить скрипт – использовать `sys.exit()`.7677## 10.5. Сопоставление строк по шаблону7879Модуль [`re`](https://python-all.ru/3.4/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:8081```python82>>> import re83>>> re.findall(r'\bf[a-z]*', 'which foot or hand fell fastest')84['foot', 'fell', 'fastest']85>>> re.sub(r'(\b[a-z]+) \1', r'\1', 'cat in the the hat')86'cat in the hat'87```8889Когда нужны только простые возможности, предпочтительнее строковые методы, поскольку их легче читать и отлаживать:9091```python92>>> 'tea for too'.replace('too', 'two')93'tea for two'94```9596## 10.6. Математика9798Модуль [`math`](https://python-all.ru/3.4/library/math.html#module-math) предоставляет доступ к низкоуровневым функциям библиотеки C для математики с плавающей запятой:99100```python101>>> import math102>>> math.cos(math.pi / 4)1030.70710678118654757104>>> math.log(1024, 2)10510.0106```107108Модуль [`random`](https://python-all.ru/3.4/library/random.html#module-random) предоставляет инструменты для создания случайных выборок:109110```python111>>> import random112>>> random.choice(['apple', 'pear', 'banana'])113'apple'114>>> random.sample(range(100), 10)   # выборка без возвращения115[30, 83, 16, 4, 8, 81, 41, 50, 18, 33]116>>> random.random()    # случайное число с плавающей запятой1170.17970987693706186118>>> random.randrange(6)    # случайное целое число из range(6)1194120```121122Модуль [`statistics`](https://python-all.ru/3.4/library/statistics.html#module-statistics) вычисляет базовые статистические характеристики (среднее, медиану, дисперсию и т.д.) числовых данных:123124```python125>>> import statistics126>>> data = [2.75, 1.75, 1.25, 0.25, 0.5, 1.25, 3.5]127>>> statistics.mean(data)1281.6071428571428572129>>> statistics.median(data)1301.25131>>> statistics.variance(data)1321.3720238095238095133```134135Проект SciPy \<[http://scipy.org](https://python-all.ru/3.4/tutorial/stdlib.html)\> содержит много других модулей для численных вычислений.136137## 10.7. Доступ к Интернету138139Существует ряд модулей для доступа к интернету и обработки интернет-протоколов. Два самых простых – [`urllib.request`](https://python-all.ru/3.4/library/urllib.request.html#module-urllib.request) для получения данных по URL и [`smtplib`](https://python-all.ru/3.4/library/smtplib.html#module-smtplib) для отправки почты:140141```python142>>> from urllib.request import urlopen143>>> with urlopen('http://tycho.usno.navy.mil/cgi-bin/timer.pl') as response:144...     for line in response:145...         line = line.decode('utf-8')  # Декодирование двоичных данных в текст.146...         if 'EST' in line or 'EDT' in line:  # поиск восточного времени147...             print(line)148149<BR>Nov. 25, 09:43:32 PM EST150151>>> import smtplib152>>> server = smtplib.SMTP('localhost')153>>> server.sendmail('soothsayer@example.org', 'jcaesar@example.org',154... """Кому: jcaesar@example.org155... От: soothsayer@example.org156...157... Остерегайтесь мартовских ид.158... """)159>>> server.quit()160```161162(Обратите внимание, что второй пример требует работающего почтового сервера на localhost.)163164## 10.8. Даты и время165166Модуль [`datetime`](https://python-all.ru/3.4/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.167168```python169>>> # даты легко создаются и форматируются170>>> from datetime import date171>>> now = date.today()172>>> now173datetime.date(2003, 12, 2)174>>> now.strftime("%m-%d-%y. %d %b %Y is a %A on the %d day of %B.")175'12-02-03. 02 Dec 2003 is a Tuesday on the 02 day of December.'176177>>> # даты поддерживают календарные вычисления178>>> birthday = date(1964, 7, 31)179>>> age = now - birthday180>>> age.days18114368182```183184## 10.9. Сжатие данных185186Распространённые форматы архивирования и сжатия данных напрямую поддерживаются модулями, включая: [`zlib`](https://python-all.ru/3.4/library/zlib.html#module-zlib), [`gzip`](https://python-all.ru/3.4/library/gzip.html#module-gzip), [`bz2`](https://python-all.ru/3.4/library/bz2.html#module-bz2), [`lzma`](https://python-all.ru/3.4/library/lzma.html#module-lzma), [`zipfile`](https://python-all.ru/3.4/library/zipfile.html#module-zipfile) и [`tarfile`](https://python-all.ru/3.4/library/tarfile.html#module-tarfile).187188```python189>>> import zlib190>>> s = b'witch which has which witches wrist watch'191>>> len(s)19241193>>> t = zlib.compress(s)194>>> len(t)19537196>>> zlib.decompress(t)197b'witch which has which witches wrist watch'198>>> zlib.crc32(s)199226805979200```201202## 10.10. Измерение производительности203204Некоторые 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.205206Например, может возникнуть соблазн использовать распаковку кортежей вместо традиционного подхода для обмена аргументами. Модуль [`timeit`](https://python-all.ru/3.4/library/timeit.html#module-timeit) быстро демонстрирует скромное преимущество в производительности:207208```python209>>> from timeit import Timer210>>> Timer('t=a; a=b; b=t', 'a=1; b=2').timeit()2110.57535828626024577212>>> Timer('a,b = b,a', 'a=1; b=2').timeit()2130.54962537085770791214```215216В отличие от тонкой детализации [`timeit`](https://python-all.ru/3.4/library/timeit.html#module-timeit), модули [`profile`](https://python-all.ru/3.4/library/profile.html#module-profile) и [`pstats`](https://python-all.ru/3.4/library/profile.html#module-pstats) предоставляют инструменты для выявления критичных по времени участков в более крупных блоках кода.217218## 10.11. Контроль качества219220Один из подходов к разработке качественного программного обеспечения – писать тесты для каждой функции по мере её создания и регулярно запускать их в процессе разработки.221222Модуль [`doctest`](https://python-all.ru/3.4/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:223224```python225def average(values):226    """Вычисляет среднее арифметическое списка чисел.227228    >>> print(average([20, 30, 70]))229    40.0230    """231    return sum(values) / len(values)232233import doctest234doctest.testmod()   # Автоматически проверяет встроенные тесты235```236237Модуль [`unittest`](https://python-all.ru/3.4/library/unittest.html#module-unittest) не так прост, как модуль [`doctest`](https://python-all.ru/3.4/library/doctest.html#module-doctest), но позволяет поддерживать более полный набор тестов в отдельном файле:238239```python240import unittest241242class TestStatisticalFunctions(unittest.TestCase):243244    def test_average(self):245        self.assertEqual(average([20, 30, 70]), 40.0)246        self.assertEqual(round(average([1, 5, 7]), 1), 4.3)247        with self.assertRaises(ZeroDivisionError):248            average([])249        with self.assertRaises(TypeError):250            average(20, 30, 70)251252unittest.main() # Вызов из командной строки запускает все тесты253```254255## 10.12. Батарейки в комплекте256257Python придерживается философии «батарейки в комплекте». Это лучше всего видно на примере сложных и мощных возможностей его крупных пакетов. Например:258259- Модули [`xmlrpc.client`](https://python-all.ru/3.4/library/xmlrpc.client.html#module-xmlrpc.client) и [`xmlrpc.server`](https://python-all.ru/3.4/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.260- Пакет [`email`](https://python-all.ru/3.4/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/3.4/library/smtplib.html#module-smtplib) и [`poplib`](https://python-all.ru/3.4/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.261- Пакет [`json`](https://python-all.ru/3.4/library/json.html#module-json) обеспечивает надёжную поддержку разбора этого популярного формата обмена данными. Модуль [`csv`](https://python-all.ru/3.4/library/csv.html#module-csv) поддерживает прямое чтение и запись файлов в формате CSV (значения, разделённые запятыми), обычно поддерживаемом базами данных и электронными таблицами. Обработка XML поддерживается пакетами [`xml.etree.ElementTree`](https://python-all.ru/3.4/library/xml.etree.elementtree.html#module-xml.etree.ElementTree), [`xml.dom`](https://python-all.ru/3.4/library/xml.dom.html#module-xml.dom) и [`xml.sax`](https://python-all.ru/3.4/library/xml.sax.html#module-xml.sax). Вместе эти модули и пакеты значительно упрощают обмен данными между приложениями Python и другими инструментами.262- Модуль [`sqlite3`](https://python-all.ru/3.4/library/sqlite3.html#module-sqlite3) является обёрткой для библиотеки баз данных SQLite, предоставляя постоянную базу данных, которую можно обновлять и использовать с помощью немного нестандартного синтаксиса SQL.263- Интернационализация поддерживается несколькими модулями, включая [`gettext`](https://python-all.ru/3.4/library/gettext.html#module-gettext), [`locale`](https://python-all.ru/3.4/library/locale.html#module-locale) и пакет [`codecs`](https://python-all.ru/3.4/library/codecs.html#module-codecs).264