„Batteries included“

In Python kann eine Bibliothek aus mehreren Komponenten bestehen, einschließlich eingebauter Datentypen und Konstanten, die ohne eine Importanweisung verwendet werden können, wie z.B. Zahlen und Listen, sowie einiger eingebauter Funktionen und Exceptions. Der größte Teil der Bibliothek ist eine umfangreiche Sammlung von Modulen. Wenn ihr Python installiert habt, stehen euch auch verschiedene Bibliotheken zur Verfügung zum

• Managen von Datentypen

• Ändern von Dateien

• Interagieren mit dem Betriebssystem

• Verwenden von Internet-Protokollen

• Entwickeln und Debuggen

Managen von Datentypen

Die Standardbibliothek enthält natürlich Unterstützung für die in Python eingebauten Typen. Darüber hinaus gibt es in der Standardbibliothek drei Kategorien, die sich mit verschiedenen Datentypen befassen: Module für Strings, Datentypen und Zahlen.

String-Module

:

Modul	Beschreibung
string	vergleicht mit Konstanten wie string.digits oder string.whitespace
re	sucht und ersetzt Text mit regulären Ausdrücken
struct	konvertiert zwischen Python-Werten und C-Strukturen, die als Python-Bytes-Objekte dargestellt werden.
difflib	hilft beim Berechnen von Deltas, beim Auffinden von Unterschieden zwischen Zeichenketten oder Sequenzen und beim Erstellen von Patches und Diff-Dateien
textwrap	umbricht und füllt Text, formatiert Text mit Zeilenumbrüchen oder Leerzeichen

Siehe auch

• Manipulation von Zeichenketten mit pandas

• humanize

Checks

• Könnt ihr z.B. eine Zeichenkette mit einer ganzen Zahl addieren oder multiplizieren, oder mit einer Gleitkommazahl oder einer komplexen Zahl?

• Wie könnt ihr eine Überschrift wie variables and expressions so abändern, dass sie keine Leerzeichen mehr enthält und besser als Dateinamen verwendet werden kann?

• Welche der folgenden Zeichenketten können nicht in Zahlen umgewandelt werden und warum?

  • int("1e2")

  • int(1e+2)

  • int("1+2")

  • int("+2")

• Wenn ihr überprüfen wollt, ob eine Zeile mit .. note:: beginnt, welche Methode würdet ihr verwenden? Gibt es auch noch andere Möglichkeiten?

• Angenommen, ihr habt eine Zeichenkette mit Ausrufezeichen, Anführungszeichen und Zeilenumbrruch. Wie können diese aus der Zeichenkette entfernt werden?

• Wie könnt ihr alle Leerräume und Satzzeichen aus einer Zeichenfolge in einen Bindestrich (-) ändern?

• Welche Anwendungsfälle könnt ihr euch vorstellen, in denen das struct-Modul für das Lesen oder Schreiben von Binärdaten nützlich wäre?

  • beim Lesen und Schreiben einer Binärdatei

  • beim Lesen von einer externen Schnittstelle, wobei die Daten genau so gespeichert werden sollen, wie sie übermittelt wurden

• Welchen regulären Ausdruck würdet ihr verwenden, um Zeichenfolgen zu finden, die die Zahlen zwischen -3 und +3 darstellen?

• Welchen regulären Ausdruck würdet ihr verwenden, um Hexadezimalwerte zu finden?

Module für Datentypen

Modul	Beschreibung
datetime, calendar	Zeit- und Kalenderoperationen
collections	Container-Datentypen
enum	ermöglicht die Erstellung von Aufzählungsklassen, die symbolische Namen an konstante Werte binden
array	Effiziente Arrays von numerischen Werten
sched	Event-Scheduler
queue	Synchronisierte Queue-Klasse
copy	Flache und tiefe Kopieroperationen
pprint	druckt Python-Datenstrukturen „hübsch“ aus
typing	unterstützt die Kommentierung von Code mit Hinweisen auf die Typen von Objekten, insbesondere von Funktionsparametern und Rückgabewerten

Module für Zahlen

:

Modul	Beschreibung
numbers	für numerische abstrakte Basisklassen
math, cmath	für mathematische Funktionen für reelle und komplexe Zahlen
decimal	für dezimale Festkomma- und Gleitkomma-Arithmetik
statistics	für Funktionen zur Berechnung von mathematischen Statistiken
fractions	für rationale Zahlen
random	zum Erzeugen von Pseudozufallszahlen und -auswahlen sowie zum Mischen von Sequenzen
itertools	für Funktionen, die Iteratoren für effiziente Schleifen erzeugen
functools	für Funktionen höherer Ordnung und Operationen auf aufrufbaren Objekten
operator	für Standardoperatoren als Funktionen

Checks

• Erstellt einige Zahlenvariablen (Ganzzahlen, Gleitkommazahlen und komplexe Zahlen). Experimentiert ein wenig damit, was passiert, wenn ihr Operationen mit ihnen durchführt, auch typübergreifend.

• Ladet das Modul math und probiert einige der Funktionen aus. Ladet dann auch das Modul cmath und macht dasselbe.

• Wie könnt ihr die Funktionen des math-Moduls wiederherstellen?

• Entscheidet, ob die folgenden Aussagen wahr oder falsch sind:

  • 1

  • 0

  • -1

  • [0]

  • 1 and 0

  • 1 > 0 or []

Ändern von Dateien

:

Modul	Beschreibung
os.path	führt allgemeine Pfadnamenmanipulationen durch
pathlib	manipuliert Pfadnamen
fileinput	iteriert über mehrere Eingabedateien
filecmp	vergleicht Dateien und Verzeichnisse
tempfile	erzeugt temporäre Dateien und Verzeichnisse
glob, fnmatch	verwenden UNIX-ähnlicher Pfad- und Dateinamensmuster
linecache	greift zufällig auf Textzeilen zu
shutil	führt Dateioperationen auf höherer Ebene aus
mimetypes	Zuordnung von Dateinamen zu MIME-Typen
pickle, shelve	aktivieren von Python-Objektserialisierung und -persistenz, s.a. Das pickle-Modul
csv	liest und schreibt CSV-Dateien
json	JSON-Kodierer und -Dekodierer
sqlite3	bietet eine DB-API 2.0-Schnittstelle für SQLite-Datenbanken, s.a. Das sqlite-Modul
xml, xml.parsers.expat, xml.dom, xml.sax, xml.etree.ElementTree	liest und schreibt XML-Dateien, s.a. Das xml-Modul
html.parser, html.entities	Parsen von HTML und XHTML
configparser	liest und schreibt Windows-ähnliche Konfigurationsdateien (.ini)
base64, binhex, binascii, quopri, uu	Kodierung/Dekodierung von Dateien oder Streams
struct	konvertiert zwischen Python-Werten und C-Strukturen, die als als Python-Bytes-Objekte dargestellt werden.
zlib, gzip, bz2, zipfile, tarfile	für das Arbeiten mit Archivdateien und Komprimierungen

Siehe auch

• pandas IO tools

• Beispiele für die Serialisierungsformate CSV, JSON, Excel, XML/HTML, YAML, TOML und Pickle.

Checks

• Verwendet die Funktionen des os-Moduls, um einen Pfad zu einer Datei namens example.log zu nehmen und einen neuen Dateipfad im selben Verzeichnis für eine Datei namens example.log1 zu erstellen.

• Welche Bedeutung hat das Hinzufügen von b als Parameter von open()?

• Öffnet eine Datei my_file.txt und fügt zusätzlichen Text am Ende der Datei ein. Welchen Befehl würdet ihr verwenden, um my_file.txt zu öffnen? Welchen Befehl würdet ihr verwenden, um die Datei erneut zu öffnen und von Anfang an zu lesen?

• Welche Anwendungsfälle könnt ihr euch vorstellen, in denen das struct-Modul für das Lesen oder Schreiben von Binärdaten nützlich wäre?

• Warum könnte pickle für die folgenden Anwendungsfälle geeignet sein oder auch nicht:

  1. Speichern einiger Zustandsvariablen von einem Durchlauf zum nächsten

  2. Aufbewahren von Auswertungsergebnissen

  3. Speichern von Benutzernamen und Passwörtern

  4. Speichern eines großen Wörterbuchs mit englischen Begriffen

• Wenn ihr euch die Manpage für das wc-Dienstprogramm anseht, seht ihr zwei Befehlszeilenoptionen:

  -c

  zählt die Bytes in der Datei

  -m

  zählt die Zeichen, die im Falle einiger Unicode-Zeichen zwei oder mehr Bytes lang sein können

  Außerdem sollte unser Modul, wenn eine Datei angegeben wird, aus dieser Datei lesen und sie verarbeiten, aber wenn keine Datei angegeben wird, sollte es aus stdin lesen und verarbeiten.

• Schreibt eure Version des wc-Dienstprogramms so um, dass es sowohl die Unterscheidung zwischen Bytes und Zeichen als auch die Möglichkeit, aus Dateien und von der Standardeingabe zu lesen, implementiert.

• Wenn ein Kontext-Manager in einem Skript verwendet wird, das mehrere Dateien liest und/oder schreibt, welche der folgenden Ansätze wäre eurer Meinung nach am besten?

  1. Legt das gesamte Skript in einen Block, der von einer with-Anweisung verwaltet wird.

  2. Verwendet eine with-Anweisung für alle Lesevorgänge und eine weitere für alle Schreibvorgänge.

  3. Verwendet jedes Mal eine with-Anweisung, wenn ihr eine Datei lest oder schreibt, d.h. für jede Zeile.

  4. Verwendet für jede Datei, die ihr lest oder schreibt, eine with-Anweisung.

• Archiviert *.txt-Dateien aus dem aktuellen Verzeichnis im Verzeichnis archive als *.zip-Dateien mit dem aktuellen Datum als Dateiname.

  • Welche Module benötigt ihr hierfür?

  • Schreibt eine mögliche Lösung.

Interagieren mit dem Betriebssystem

Modul	Beschreibung
os	Verschiedene Betriebssystemschnittstellen
platform	Zugang zu den Identifizierungsdaten der zugrunde liegenden Plattform
time	Zeitzugriff und Konvertierungen
io	Werkzeuge für die Arbeit mit Datenströmen
select	Warten auf I/O-Abschluss
optparse	Parser für Befehlszeilenoptionen
curses	Terminal-Handling für Zeichenzellen-Displays
getpass	Portable Passworteingabe
ctypes	bietet C-kompatible Datentypen
threading	High-Level Threading-Interface
multiprocessing	Prozessbasierte Threading-Schnittstelle
subprocess	Verwaltung von Unterprozessen

Verwenden von Internet-Protokollen

Modul	Beschreibung
socket, ssl	Low-Level-Netzwerkschnittstelle und SSL-Wrapper für Socket-Objekte
email	E-Mail- und MIME-Verarbeitungspaket
mailbox	Manipulation von Postfächern in verschiedenen Formaten
cgi, cgitb	Common Gateway Interface-Unterstützung
wsgiref	WSGI-Dienstprogramme und Referenzimplementierung
urllib.request, urllib.parse	Öffnen und Parsen von URLs
ftplib, poplib, imaplib, nntplib, smtplib, telnetlib	Clients für verschiedene Internetprotokolle
socketserver	Framework für Netzwerkserver
http.server	HTTP-Server
xmlrpc.client, xmlrpc.server	XML-RPC-Client und -Server

Entwickeln und Debuggen

Modul	Beschreibung
pydoc	Dokumentationsgenerator und Online-Hilfesystem
doctest	Beispiele aus Python-Docstrings testen
unittest	Framework für Unittests, s.a. Unittest
test.support	Utility-Funktionen für Tests
trace	verfolgt die Ausführung von Python-Anweisungen
pdb	Python-Debugger
logging	Protokollierungsfunktion für Python
timeit	misst die Ausführungszeit von kleinen Codeschnipseln
profile, cProfile	Python-Profiler
sys	Systemspezifische Parameter und Funktionen
gc	Funktionen des Python-Garbage-Collectors
inspect	inspiziert Objekte live
atexit	Exit-Handler
__future__	Zukünftige Statement-Definitionen
imp	erlaubt den Zugriff auf die Import-Interna
zipimport	importiert von Modulen aus Zip-Archiven
modulefinder	findet Module, die von einem Skript verwendet werden