É comum dizer que o Python vem com “baterias inclusas”, em referência a vasta biblioteca de módulos e pacotes que é distribuída com o interpretador.
Alguns módulos importantes da biblioteca padrão:
Além dos tipos numéricos builtins do interpretador, na biblioteca padrão do Python existem vários módulos dedicados a implementar outros tipos e operações matemáticas.
O módulo math define funções logarítmicas, de exponenciação, trigonométricas, hiperbólicas e conversões angulares, entre outras. Já o módulo cmath, implementa funções similares, porém feitas para processar números complexos.
Exemplo:
In [7]:
# Módulo para matemática
import math
# Módulo para matemática (de complexos)
import cmath
# Complexos
for cpx in [3j, 1.5 + 1j, -2 - 2j]:
# Conversão para coordenadas polares
plr = cmath.polar(cpx)
print 'Complexo:', cpx
print 'Forma polar:', plr, '(em radianos)'
print 'Amplitude:', abs(cpx)
print 'Ângulo:', math.degrees(plr[1]), '(graus)'
O módulo random traz funções para a geração de números aleatórios.
Exemplos:
In [8]:
import random
import string
# Escolha uma letra
print random.choice(string.ascii_uppercase)
# Escolha um número de 1 a 10
print random.randrange(1, 11)
# Escolha um float no intervalo de 0 a 1
print random.random()
Na biblioteca padrão ainda existe o módulo decimal, que define operações com números reais com precisão fixa.
Exemplo:
In [9]:
from decimal import Decimal
t = 5.
for i in range(50):
t = t - 0.1
print 'Float:', t
t = Decimal('5.')
for i in range(50):
t = t - Decimal('0.1')
print 'Decimal:', t
Com este módulo, é possível reduzir a introdução de erros de arredondamento originados da aritmética de ponto flutuante.
Na versão 2.6, também está disponível o módulo fractions, que trata de números racionais.
Exemplo:
In [10]:
from fractions import Fraction
# Três frações
f1 = Fraction('-2/3')
f2 = Fraction(3, 4)
f3 = Fraction('.25')
print "Fraction('-2/3') =", f1
print "Fraction('3, 4') =", f2
print "Fraction('.25') =", f3
# Soma
print f1, '+', f2, '=', f1 + f2
print f2, '+', f3, '=', f2 + f3
As frações podem ser inicializadas de várias formas: como string, como um par de inteiros ou como um número real. O módulo também possui uma função chamada gcd(), que calcula o maior divisor comum (MDC) entre dois inteiros.
Os arquivos no Python são representados por objetos do tipo *file*, que oferecem métodos para diversas operações de arquivos. Arquivos podem ser abertos para leitura ('r', que é o default), gravação ('w') ou adição ('a'), em modo texto ou binário('b').
Em Python:
A entrada, saída e erro padrões são tratados pelo Python como arquivos abertos. A entrada em modo de leitura e os outros em modo de gravação.
Exemplo de escrita:
In [3]:
import sys
# Criando um objeto do tipo file
temp = open('temp.txt', 'w')
# Escrevendo no arquivo
for i in range(20):
temp.write('%03d\n' % i)
# Fechando
temp.close()
temp = open('temp.txt')
# Escrevendo no terminal
for x in temp:
# Escrever em sys.stdout envia
# o texto para a saída padrão
sys.stdout.write(x)
temp.close()
A cada iteração no segundo laço, o objeto retorna uma linha do arquivo de cada vez.
Exemplo de leitura:
In [12]:
import sys
import os.path
fn = 'teste.txt'
if not os.path.exists(fn):
print 'Tente outra vez...'
sys.exit()
# Numerando as linhas
for i, s in enumerate(open(fn)):
print i + 1, s,
É possível ler todas as linhas com o método readlines():
In [4]:
# Imprime uma lista contendo linhas do arquivo
print open('temp.txt').readlines()
Os objetos do tipo arquivo também possuem um método seek(), que permite ir para qualquer posição no arquivo.
Na versão 2.6, está disponível o módulo io, que implementa de forma separada as operações de arquivo e as rotinas de manipulação de texto.
Os sistemas operacionais modernos armazenam os arquivos em estruturas hierárquicas chamadas sistemas de arquivo (file systems).
Várias funcionalidades relacionadas a sistemas de arquivo estão implementadas no módulo os.path, tais como:
os.path.basename(): retorna o componente final de um caminho.os.path.dirname(): retorna um caminho sem o componente final.os.path.exists(): retorna True se o caminho existe ou False em caso contrário.os.path.getsize(): retorna o tamanho do arquivo em bytes.O glob é outro módulo relacionado ao sistema de arquivo:
In [2]:
import os.path
import glob
# Mostra uma lista de nomes de arquivos
# e seus respectivos tamanhos
for arq in sorted(glob.glob('*.py')):
print arq, os.path.getsize(arq)
A função glob.glob() retorna uma lista com os nomes de arquivo que atendem ao critério passado como parâmetro, de forma semelhante ao comando ls disponível nos sistemas UNIX.
O módulo os implementa algumas funções para facilitar a criação de arquivos temporários, liberando o desenvolvedor de algumas preocupações, tais como:
Exemplo:
In [3]:
import os
texto = 'Teste'
# cria um arquivo temporário
temp = os.tmpfile()
# Escreve no arquivo temporário
temp.write('Teste')
# Volta para o inicio do arquivo
temp.seek(0)
# Mostra o conteúdo do arquivo
print temp.read()
# Fecha o arquivo
temp.close()
Existe também a função tempnam(), que retorna um nome válido para arquivo temporário, incluindo um caminho que respeite as convenções do sistema operacional. Porém, fica por conta do desenvolvedor garantir que a rotina seja usada de forma a não comprometer a segurança da aplicação.
O Python possui módulos para trabalhar com vários formatos de arquivos compactados.
Exemplo de gravação de um arquivo “.zip”:
In [ ]:
"""
Gravando texto em um arquivo compactado
"""
import zipfile
texto = """
***************************************
Esse é o texto que será compactado e...
... guardado dentro de um arquivo zip.
***************************************
"""
# Cria um zip novo
zip = zipfile.ZipFile('arq.zip', 'w',
zipfile.ZIP_DEFLATED)
# Escreve uma string no zip como se fosse um arquivo
zip.writestr('texto.txt', texto)
# Fecha o zip
zip.close()
Exemplo de leitura:
In [4]:
"""
Lendo um arquivo compactado
"""
import zipfile
# Abre o arquivo zip para leitura
zip = zipfile.ZipFile('arq.zip')
# Pega a lista dos arquivos compactados
arqs = zip.namelist()
for arq in arqs:
# Mostra o nome do arquivo
print 'Arquivo:', arq
# Pegando as informações do arquivo
zipinfo = zip.getinfo(arq)
print 'Tamanho original:', zipinfo.file_size
print 'Tamanho comprimido:', zipinfo.compress_size
# Mostra o conteúdo do arquivo
print zip.read(arq)
O Python também provê módulos para os formatos gzip, bzip2 e tar, que são bastante utilizados em ambientes UNIX.
Na biblioteca padrão, o Python também fornece um módulo para simplificar o processamento de arquivos no formato CSV (Comma Separated Values).
No formato CSV, os dados são armazenados em forma de texto, separados por vírgula, um registro por linha.
Exemplo de escrita:
In [ ]:
import csv
# Dados
dt = (('temperatura', 15.0, 'C', '10:40', '2006-12-31'),
('peso', 42.5, 'kg', '10:45', '2006-12-31'))
# A rotina de escrita recebe um objeto do tipo file
out = csv.writer(file('dt.csv', 'w'))
# Escrevendo as tuplas no arquivo
out.writerows(dt)
Exemplo de leitura:
In [13]:
import csv
# A rotina de leitura recebe um objeto arquivo
dt = csv.reader(file('dt.csv'))
# Para cada registro do arquivo, imprima
for reg in dt:
print reg
In [5]:
import os
import sys
import platform
def uid():
"""
uid() -> retorna a identificação do usuário
corrente ou None se não for possível identificar
"""
# Variáveis de ambiente para cada
# sistema operacional
us = {'Windows': 'USERNAME',
'Linux': 'USER'}
u = us.get(platform.system())
return os.environ.get(u)
print 'Usuário:', uid()
print 'plataforma:', platform.platform()
print 'Diretório corrente:', os.path.abspath(os.curdir)
exep, exef = os.path.split(sys.executable)
print 'Executável:', exef
print 'Diretório do executável:', exep
Exemplo de execução de processo:
In [ ]:
import sys
from subprocess import Popen, PIPE
# ping
cmd = 'ping -c 1 '
# No Windows
if sys.platform == 'win32':
cmd = 'ping -n 1 '
# Local só para testar
host = '127.0.0.1'
# Comunicação com outro processo,
# um pipe com o stdout do comando
py = Popen(cmd + host, stdout=PIPE)
# Mostra a saída do comando
print py.stdout.read()
O módulo subprocess provê uma forma genérica de execução de processos, na função Popen(), que permite a comunicação com o processo através pipes do sistema operacional.
O Python possui dois módulos para lidar com tempo:
Exemplo com time:
In [5]:
import time
# localtime() Retorna a data e hora local no formato
# de uma estrutura chamada struct_time, que é uma
# coleção com os itens: ano, mês, dia, hora, minuto,
# segundo, dia da semana, dia do ano e horário de verão
print time.localtime()
# asctime() retorna a data e hora como string, conforme
# a configuração do sistema operacional
print time.asctime()
# time() retorna o tempo do sistema em segundos
ts1 = time.time()
# gmtime() converte segundos para struct_time
tt1 = time.gmtime(ts1)
print ts1, '->', tt1
# Somando uma hora
tt2 = time.gmtime(ts1 + 3600.)
# mktime() converte struct_time para segundos
ts2 = time.mktime(tt2)
print ts2, '->', tt2
# clock() retorma o tempo desde quando o programa
# iniciou, em segundos
print 'O programa levou', time.clock(), \
'segundos até agora...'
# Contando os segundos...
for i in xrange(5):
# sleep() espera durante o número de segundos
# especificados como parâmetro
time.sleep(1)
print i + 1, 'segundo(s)'
Em datetime, estão definidos quatro tipos para representar o tempo:
Exemplo:
In [6]:
import datetime
# datetime() recebe como parâmetros:
# ano, mês, dia, hora, minuto, segundo
# e retorna um objeto do tipo datetime
dt = datetime.datetime(2020, 12, 31, 23, 59, 59)
# Objetos date e time podem ser criados
# a partir de um objeto datetime
data = dt.date()
hora = dt.time()
# Quanto tempo falta para 31/12/2020
dd = dt - dt.today()
print 'Data:', data
print 'Hora:', hora
print 'Quanto tempo falta para 31/12/2020:', \
str(dd).replace('days', 'dias')
Os objetos dos tipos date e datetime retornam datas em formato ISO.
Expressão regular é uma maneira de identificar padrões em sequências de caracteres. No Python, o módulo re provê um analisador sintático que permite o uso de tais expressões. Os padrões definidos através de caracteres que tem significado especial para o analisador.
Principais caracteres:
.): Em modo padrão, significa qualquer caractere, menos o de nova linha.^): Em modo padrão, significa inicio da string.$): Em modo padrão, significa fim da string.\): Caractere de escape, permite usar caracteres especiais como se fossem comuns.[]): Qualquer caractere dos listados entre os colchetes.*): Zero ou mais ocorrências da expressão anterior.+): Uma ou mais ocorrências da expressão anterior.?): Zero ou uma ocorrência da expressão anterior.{n}): n ocorrências da expressão anterior.|): “ou” lógico.()): Delimitam um grupo de expressões.\d: Dígito. Equivale a [0-9].\D: Não dígito. Equivale a [^0-9].\s: Qualquer caractere de espaçamento ([ \t\n\r\f\v]).\S: Qualquer caractere que não seja de espaçamento.([^ \t\n\r\f\v]).\w: Caractere alfanumérico ou sublinhado ([a-zA-Z0-9_]).\W: Caractere que não seja alfanumérico ou sublinhado ([^a-zA-Z0-9_]).Exemplos:
In [7]:
import re
# Compilando a expressão regular
# Usando compile() a expressão regular fica compilada
# e pode ser usada mais de uma vez
rex = re.compile('\w+')
# Encontra todas as ocorrências que atendam a expressão
bandas = 'Yes, Genesis & Camel'
print bandas, '->', rex.findall(bandas)
# Identifica as ocorrências de Björk (e suas variações)
bjork = re.compile('[Bb]j[öo]rk')
for m in ('Björk', 'björk', 'Biork', 'Bjork', 'bjork'):
# match() localiza ocorrências no inicio da string
# para localizar em qualquer parte da string, use search()
print m, '->', bool(bjork.match(m))
# Substituindo texto
texto = 'A próxima faixa é Stairway to Heaven'
print texto, '->', re. sub('[Ss]tairway [Tt]o [Hh]eaven',
'The Rover', texto)
# Dividindo texto
bandas = 'Tool, Porcupine Tree e NIN'
print bandas, '->', re.split(',?\s+e?\s+', bandas)
O comportamento das funções desse módulo pode ser alterado por opções, para tratar as strings como unicode, por exemplo.
In [1]:
Out[1]: