Основные стандартные модули Python

Обзор стандартной библиотеки

Модули стандартной библиотеки можно условно разбить на группы по тематике.

1. Сервисы периода выполнения. Модули: sys, atexit, copy, traceback, math, cmath, random, time, calendar, datetime, sets, array, struct, itertools, locale, gettext.
2. Поддержка цикла разработки. Модули: pdb, hotshot, profile, unittest, pydoc. Пакеты docutils, distutils.
3. Взаимодействие с ОС (файлы, процессы). Модули: os, os.path, getopt, glob, popen2, shutil, select, signal, stat, tempfile.
4. Обработка текстов. Модули: string, re, StringIO, codecs, difflib, mmap, sgmllib, htmllib, htmlentitydefs. Пакет xml.
5. Многопоточные вычисления. Модули: threading, thread, Queue.
6. Хранение данных. Архивация. Модули: pickle, shelve, anydbm, gdbm, gzip, zlib, zipfile, bz2, csv, tarfile.
7. Платформо-зависимые модули. Для UNIX: commands, pwd, grp, fcntl, resource, termios, readline, rlcompleter. Для Windows: msvcrt, _winreg, winsound.
8. Поддержка сети. Протоколы Интернет. Модули: cgi, Cookie, urllib, urlparse, httplib, smtplib, poplib, telnetlib, socket, asyncore. Примеры серверов: SocketServer, BaseHTTPServer, xmlrpclib, asynchat.
9. Поддержка Internet. Форматы данных. Модули: quopri, uu, base64, binhex, binascii, rfc822, mimetools, MimeWriter, multifile, mailbox. Пакет email.
10. Python о себе. Модули: parser, symbol, token, keyword, inspect, tokenize, pyclbr, py_compile, compileall, dis, compiler.
11. Графический интерфейс. Модуль Tkinter.

Сервисы периода выполнения

Модуль sys

Модуль sys содержит информацию о среде выполнения программы, об интерпретаторе Python. Далее будут представлены наиболее популярные объекты из этого модуля: остальное можно изучить по документации.

Модуль copy

Этот модуль содержит функции для копирования объектов. Вначале предлагается к рассмотрению "парадокс", который вводит в замешательство новичков в Python:

lst1 = [0, 0, 0]
lst = [lst1] * 3
print lst
lst[0][1] = 1
print lst

В результате получается, возможно, не то, что ожидалось:

[[0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]]
[[0, 1, 0], [0, 1, 0], [0, 1, 0]]

Дело в том, что список lst содержит ссылки на один и тот же список! Для того чтобы действительно размножить список, необходимо применить функцию copy() из модуля copy:

from copy import copy
lst1 = [0, 0, 0]
lst = [copy(lst1) for i in range(3)]
print lst
lst[0][1] = 1
print lst

Теперь результат тот, который ожидался:

[[0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]]
[[0, 1, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]]

В модуле copy есть еще и функция deepcopy() для глубокого копирования, при которой объекты копируются на всю возможную глубину, рекурсивно.

Модули math и cmath

В этих модулях собраны математические функции для действительных и комплексных аргументов. Это те же функции, что используются в языке C. В таблице ниже даны функции модуля math. Там, где аргумент обозначен буквой z, аналогичная функция определена и в модуле cmath.

Модуль random

Этот модуль генерирует псевдослучайные числа для нескольких различных распределений. Наиболее используемые функции:

Остальные функции и их параметры можно уточнить по документации. Следует отметить, что в модуле есть функция seed(n), которая позволяет установить генератор случайных чисел в некоторое состояние. Например, если возникнет необходимость многократного использования одной и той же последовательности псевдослучайных чисел.

Модуль time

Этот модуль дает функции для получения текущего времени и преобразования форматов времени.

Модуль sets

Модуль реализует тип данных для множеств. Следующий пример показывает, как использовать этот модуль. Следует заметить, что в Python 2.4 и старше тип set стал встроенным, и вместо sets.Set можно использовать set:

import sets
A = sets.Set([1, 2, 3]) 
B = sets.Set([2, 3, 4])
print A | B, A & B, A - B, A ^ B
for i in A:
  if i in B:
    print i,

В результате будет выведено:

Set([1, 2, 3, 4]) Set([2, 3]) Set([1]) Set([1, 4])
2 3

Модули array и struct

Эти модули реализуют низкоуровневый массив и структуру данных. Основное их назначение - разбор двоичных форматов данных.

Модуль itertools

Этот модуль содержит набор функций для работы с итераторами. Итераторы позволяют работать с данными последовательно, как если бы они получались в цикле. Альтернативный подход - использование списков для хранения промежуточных результатов - требует подчас большого количества памяти, тогда как использование итераторов позволяет получать значения на момент, когда они действительно требуются для дальнейших вычислений. Итераторы будут рассмотрены более подробно в лекции по функциональному программированию.

Модуль locale

Модуль locale применяется для работы с культурной средой. В конкретной культурной среде могут использоваться свои правила для написания чисел, валют, времени и даты и т.п. Следующий пример выводит дату сначала в культурной среде "C", а затем на русском языке:

import time, locale
locale.setlocale(locale.LC_ALL, None)
print time.strftime("%d %B %Y", time.localtime (time.time()))
locale.setlocale(locale.LC_ALL, "ru_RU.KOI8-R")
print time.strftime("%d %B %Y", time.localtime (time.time()))

В результате:

18 November 2004
18 Ноября 2004

Модуль gettext

При интернационализации программы важно не только предусмотреть возможность использования нескольких культурных сред, но и перевод сообщений и меню программы на соответствующий язык. Модуль gettext позволяет упростить этот процесс достаточно стандартным способом. Основные сообщения программы пишутся на английском языке. А переводы строк, отмеченных в программе специальным образом, даются в виде отдельных файлов, по одному на каждый язык (или культурную среду). Уточнить нюансы использования gettext можно по документации к Python.