Текст книги "Язык программирования Python"

Автор книги: Роман Сузи

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 16 страниц) [доступный отрывок для чтения: 6 страниц]

Перед фактическим выполнением операции вычисляются нужные для нее операнды. В большинстве бинарных операций предварительно вычисляются оба операнда (сначала левый), но операции or и and , а также цепочки сравнений вычисляют такое количество операндов, которое достаточно для получения результата. В невычисленной части выражения в таком случае могут даже быть неопределенные имена. Это важно учитывать, если используются функции с побочными эффектами.

Аргументы функций, выражения для списков, кортежей, словарей и т.п. вычисляются слева–направо, в порядке следования в выражении.

В случае неясности приоритетов желательно применять скобки. Несмотря на то, что одни и те же символы могут использоваться для разных операций, приоритеты операций не меняются. Так, % имеет тот же приоритет, что и *, а потому в следующем примере скобки просто необходимы, чтобы операция умножения произошла перед операцией форматирования:

Листинг

print "%i» % (i*j)

Выражения могут фигурировать во многих операторах Python и даже как самостоятельный оператор. У выражения всегда есть результат, хотя в некоторых случаях (когда выражение вычисляется ради побочных эффектов) этот результат может быть «ничем» – None.

Очень часто выражения стоят в правой части оператора присваивания или расширенного присваивания. В Python (в отличие, скажем, от C) нет операции присваивания, поэтому синтаксически перед знаком = могут стоять только идентификатор, индекс, срез, доступ к атрибуту или кортеж (список) из перечисленного. (Подробности в документации).

Имена

Об именах (идентификаторах) говорилось уже не раз, тем не менее, необходимо сказать несколько слов об их применении в языке Python.

Имя может начинаться с латинской буквы (любого регистра) или подчеркивания, а дальше допустимо использование цифр. В качестве идентификаторов нельзя применять ключевые слова языка и нежелательно переопределять встроенные имена. Список ключевых слов можно узнать так:

Листинг

>>> import keyword

>>> keyword.kwlist

['and', 'assert', 'break', 'class', 'continue', 'def', 'del',

'elif', 'else', 'except', 'exec', 'finally', 'for', 'from',

'global', 'if', 'import', 'in', 'is', 'lambda', 'not', 'or',

'pass', 'print', 'raise', 'return', 'try', 'while', 'yield']

Имена, начинающиеся с подчеркивания или двух подчеркиваний, имеют особый смысл. Одиночное подчеркивание говорит программисту о том, что имя имеет местное применение, и не должно использоваться за пределами модуля. Двойным подчеркиванием в начале и в конце обычно наделяются специальные имена атрибутов – об этом будет говориться в лекции по объектно–ориентированному программированию.

В каждой точке программы интерпретатор «видит» три пространства имен: локальное, глобальное и встроенное. Пространство имен – отображение из имен в объекты.

Для понимания того, как Python находит значение некоторой переменной, необходимо ввести понятие блока кода. В Python блоком кода является то, что исполняется как единое целое, например, тело определения функции, класса или модуля.

Локальные имена – имена, которым присвоено значение в данном блоке кода. Глобальные имена – имена, определяемые на уровне блока кода определения модуля или те, которые явно заданы в операторе global. Встроенные имена – имена из специального словаря __builtins__.

Области видимости имен могут быть вложенными друг в друга, например, внутри вызванной функции видны имена, определенные в вызывающем коде. Переменные, которые используются в блоке кода, но связаны со значением вне кода, называются свободными переменными.

Так как переменную можно связать с объектом в любом месте блока, важно, чтобы это произошло до ее использования, иначе будет возбуждено исключение NameError. Связывание имен со значениями происходит в операторах присваивания, for, import, в формальных аргументах функций, при определении функции или класса, во втором параметре части except оператора try–except.

С областями видимости и связыванием имен есть много нюансов, которые хорошо описаны в документации. Желательно, чтобы программы не зависели от таких нюансов, а для этого достаточно придерживаться следующих правил:

Всегда следует связывать переменную со значением (текстуально) до ее использования.

Необходимо избегать глобальных переменных и передавать все в качестве параметров. Глобальными на уровне модуля должны остаться только имена–константы, имена классов и функций.

Никогда не следует использовать from модуль import * – это может привести к затенению имен из других модулей, а внутри определения функции просто запрещено.

Предпочтительнее переделать код, нежели использовать глобальную переменную Конечно, для программ, состоящих из одного модуля, это не так важно: ведь все определенные на уровне модуля переменные глобальны.

Убрать связь имени с объектом можно с помощью оператора del. В этом случае, если объект не имеет других ссылок на него, он будет удален. Для управления памятью в Python используется подсчет ссылок (reference counting), для удаления наборов объектов с зацикленными ссылками – сборка мусора (garbage collection).

Стиль программирования

Стиль программирования – дополнительные ограничения, накладываемые на структуру и вид программного кода группой совместно работающих программистов с целью получения удобных для применения, легко читаемых и эффективных программ. Основные ограничения на вид программы дает синтаксис языка программирования, и его нарушения вызывают синтаксические ошибки. Нарушение стиля не приводит к синтаксическим ошибкам, однако как отдельные программисты, так и целые коллективы сознательно ограничивают себя в средствах выражения ради упрощения совместной разработки, отладки и сопровождения программного продукта.

Стиль программирования затрагивает практически все аспекты написания кода:

именование объектов в зависимости от типа, назначения, области видимости;

оформление функций, методов, классов, модулей и их документирование в коде программы;

декомпозиция программы на модули с определенными характеристиками;

способ включения отладочной информации;

применение тех или иных функций (методов) в зависимости от предполагаемого уровня совместимости разрабатываемой программы с различными компьютерными платформами;

ограничение используемых функций из соображений безопасности.

Для языка Python Гвидо ван Россум разработал официальный стиль. С оригинальным текстом «Python Style Guide» можно ознакомиться по адресу http://www.python.org/doc/essays/styleguide.html.

Наиболее существенные положения этого стиля перечислены ниже. В случае сомнений хорошим образцом стиля являются модули стандартной библиотеки.

Рекомендуется использовать отступы в 4 пробела.

Длина физической строки не должна превышать 79 символов.

Длинные логические строки лучше разбивать неявно (внутри скобок), но и явные методы вполне уместны. Отступы строк продолжения рекомендуется выравнивать по скобкам или по первому операнду в предыдущей строке. Текстовый редактор Emacs в режиме python–mode и некоторые интегрированные оболочки (IDE) автоматически делают необходимые отступы в Python–программах:

def draw(figure, color=«White», border_color=«Black»,

size=5):

if color == border_color or

size == 0:

raise «Bad figure»

else:

_draw(size, size, (color,

border_color))

Не рекомендуется ставить пробелы сразу после открывающей скобки или перед закрывающей, перед запятой, точкой с запятой, перед открывающей скобкой при записи вызова функции или индексного выражения. Также не рекомендуется ставить более одного пробела вокруг знака равенства в присваиваниях. Пробелы вокруг знака равенства не ставятся в случае, когда он применяется для указания значения по умолчанию в определении параметров функции или при задании именованных аргументов.

Также рекомендуется применение одиночных пробелов вокруг низкоприоритетных операций сравнения и оператора присваивания. Пробелы вокруг более приоритетных операций ставятся в равном количестве слева и справа от знака операции.

Несколько рекомендаций касаются написания комментариев.

Комментарии должны точно отражать актуальное состояние кода. (Поддержание актуальных комментариев должно быть приоритетной задачей!) После коротких комментариев можно не ставить точку, тогда как длинные лучше писать по правилам написания текста. Автор Python обращается к неанглоязычным программистам с просьбой писать комментарии на английском, если есть хотя бы небольшая вероятность того, что код будут читать специалисты, говорящие на других языках.

Комментарии к фрагменту кода следует писать с тем же отступом, что и комментируемый код. После "#" должен идти одиночный пробел. Абзацы можно отделять строкой с "#" на том же уровне. Блочный комментарий можно отделить пустыми строками от окружающего кода.

Комментарии, относящиеся к конкретной строке, не следует использовать часто. Символ "#" должен отстоять от комментируемого оператора как минимум на два пробела.

Хороший комментарий не перефразирует программу, а содержит дополнительную информацию о действии программы в терминах предметной области.

Все модули, классы, функции и методы, предназначенные для использования за пределами модуля, должны иметь строки документации, описывающие способ их применения, входные и выходные параметры.

Строка документации для отдельной программы должна объяснять используемые ею ключи, назначение аргументов и переменных среды и другую подобную информацию.

Для строк документации рекомендуется везде использовать утроенные кавычки (""").

Однострочная документация пишется в императиве, как команда: «делай это», «возвращай то».

Многострочная документация содержит расширенное описание модуля, функции, класса. Она будет смотреться лучше, если текст будет написан с тем же отступом, что и начало строки документации.

Документация для модуля должна перечислять экспортируемые функции, классы, исключения и другие объекты, по одной строке на объект.

Строка документации для функции или метода должна кратко описывать действия функции, ее входные параметры и возвращаемое значение, побочные эффекты и возможные исключения (если таковые есть). Должны быть обозначены необязательные аргументы и аргументы, не являющиеся частью интерфейса.

Документация для класса должна перечислять общедоступные методы и атрибуты, содержать рекомендации по применению класса в качестве базового для других классов. Если класс является подклассом, необходимо указать, какие методы полностью заменяют, перегружают, а какие используют, но расширяют соответствующие методы надкласса. Необходимо указать и другие изменения по сравнению с надклассом.

Контроль версий повышает качество процесса создания программного обеспечения. Для этих целей часто используются RCS или CVS. «Python Style Guide» рекомендует записывать $Revision: 1.31 $ в переменную с именем __version__, а другие данные заключать в комментарии "#".

Сегодня сосуществуют несколько более или менее широко распространенных правил именования объектов. Программисты вольны выбрать тот, который принят в их организации или конкретном проекте. Автор Python рекомендует придерживаться нижеследующих правил для именования различных объектов, с тем чтобы это было понятно любому программисту, использующему Python.

Имена модулей лучше давать строчными буквами, например, shelve, string, либо делать первые буквы слов прописными, StringIO, UserDict. Имена написанных на C модулей расширения обычно начинаются с подчеркивания "_", а соответствующие им высокоуровневые обертки – с прописных букв: _tkinter и Tkinter.

Ключевые слова нельзя использовать в качестве имен, однако, если все–таки необходимо воспользоваться этим именем, стоит добавить одиночное подчеркивание в конце имени. Например: class_.

Классы обычно называют, выделяя первые буквы слов прописными, как в Tag или HTTPServer.

Имена исключений обычно содержат в своем составе слово «error» (или «warning»). Встроенные модули пишут это слово со строчной буквы (как os.error) (но могут писать и с прописной): distutils.DistutilsModuleError.

Функции, экспортируемые модулем, могут именоваться по–разному. Можно давать с прописных букв имена наиболее важных функций, а вспомогательные писать строчными.

Имена глобальных переменных (если таковые используются) лучше начинать с подчеркивания, чтобы они не импортировались из модуля оператором from–import со звездочкой.

Имена методов записываются по тем же правилам, что и имена функций.

Имена констант (имен, которые не должны переопределяться) лучше записывать прописными буквами, например: RED, GREEN, BLUE.

При работе с языком Python необходимо учитывать, что интерпретатор считает некоторые классы имен специальными (обычно такие имена начинаются с подчеркивания).

Заключение

В этой лекции синтаксис языка показан на примерах, что в случае с Python оправдано, так как эта часть языка достаточна проста. Были рассмотрены основные операторы языка, выражения и многие из встроенных типов данных, кратко объяснены принципы работы Python с именами, приведены правила официального стиля программирования на Python.

2. Лекция: Основные стандартные модули Python.

Лекция знакомит с наиболее важными модулями и пакетами стандартных библиотек Python в мере, достаточной для свободного ориентирования в них.

Одним из важных преимуществ языка Python является наличие большой библиотеки модулей и пакетов, входящих в стандартную поставку. Как говорят, к Python «приложены батарейки».

Понятие модуля

Перед тем как приступить к изучению модулей стандартной библиотеки, необходимо определить то, что в Python называется модулем.

В соответствии с модульным подходом к программированию большая задача разбивается на несколько более мелких, каждую из которых (в идеале) решает отдельный модуль. В разных методологиях даются различные ограничения на размер модулей, однако при построении модульной структуры программы важнее составить такую композицию модулей, которая позволила бы свести к минимуму связи между ними. Набор классов и функций, имеющий множество связей между своими элементами, было бы логично расположить в одном модуле. Есть и еще одно полезное замечание: модули должно быть легче использовать, чем написать заново. Это значит, что модуль должен иметь удобный интерфейс: набор функций, классов и констант, который он предлагает своим пользователям.

В языке Python набор модулей, посвященных одной проблеме, можно поместить в пакет. Хорошим примером такого пакета является пакет xml, в котором собраны модули для различных аспектов обработки XML.

В программе на Python модуль представлен объектом–модулем, атрибутами которого являются имена, определенные в модуле:

Листинг

>>> import datetime

>>> d1 = datetime.date(2004, 11, 20)

В данном примере импортируется модуль datetime. В результате работы оператора import в текущем пространстве имен появляется объект с именем datetime.

Модули для использования в программах на языке Python по своему происхождению делятся на обычные (написанные на Python) и модули расширения, написанные на другом языке программирования (как правило, на C). С точки зрения пользователя они могут отличаться разве что быстродействием. Бывает, что в стандартной библиотеке есть два варианта модуля: на Python и на C. Таковы, например, модули pickle и cPickle. Обычно модули на Python в чем–то гибче, чем модули расширения.

Модули в Python

Модуль оформляется в виде отдельного файла с исходным кодом. Стандартные модули находятся в каталоге, где их может найти соответствующий интерпретатор языка. Пути к каталогам, в которых Python ищет модули, можно увидеть в значении переменной sys.path:

Листинг

>>> sys.path

['', '/usr/local/lib/python23.zip', '/usr/local/lib/python2.3',

'/usr/local/lib/python2.3/plat–linux2', '/usr/local/lib/python2.3/lib–tk',

'/usr/local/lib/python2.3/lib–dynload',

'/usr/local/lib/python2.3/site–packages']

В последних версиях Python модули можно помещать и в zip–архивы для более компактного хранения (по аналогии с jar–архивами в Java).

При запуске программы поиск модулей также идет в текущем каталоге. (Нужно внимательно называть собственные модули, чтобы не было конфликта имен со стандартными или дополнительно установленными модулями.)

Подключение модуля к программе на Python осуществляется с помощью оператора import. У него есть две формы: import и from–import:

Листинг

import os

import pre as re

from sys import argv, environ

from string import *

С помощью первой формы с текущей областью видимости связывается только имя, ссылающееся на объект модуля, а при использовании второй – указанные имена (или все имена, если применена *) объектов модуля связываются с текущей областью видимости. При импорте можно изменить имя, с которым объект будет связан, с помощью as. В первом случае пространство имен модуля остается в отдельном имени и для доступа к конкретному имени из модуля нужно применять точку. Во втором случае имена используются так, как если бы они были определены в текущем модуле:

Листинг

os.system(«dir»)

digits = re.compile("d+»)

print argv[0], environ

Повторный импорт модуля происходит гораздо быстрее, так как модули кэшируются интерпретатором. Загруженный модуль можно загрузить еще раз (например, если модуль изменился на диске) с помощью функции reload():

Листинг

import mymodule

…

reload(mymodule)

Однако в этом случае все объекты, являющиеся экземплярами классов из старого варианта модуля, не изменят своего поведения.

При работе с модулями есть и другие тонкости. Например, сам процесс импорта модуля можно переопределить. Подробнее об этом можно узнать в оригинальной документации.

Встроенные функции

В среде Python без дополнительных операций импорта доступно более сотни встроенных объектов, в основном, функций и исключений. Для удобства функции условно разделены по категориям:

Функции преобразования типов и классы: coerce, str, repr, int, list, tuple, long, float, complex, dict, super, file, bool, object

Числовые и строковые функции: abs, divmod, ord, pow, len, chr, unichr, hex, oct, cmp, round, unicode

Функции обработки данных: apply, map, filter, reduce, zip, range, xrange, max, min, iter, enumerate, sum

Функции определения свойств: hash, id, callable, issubclass, isinstance, type

Функции для доступа к внутренним структурам: locals, globals, vars, intern, dir

Функции компиляции и исполнения: eval, execfile, reload, __import__, compile

Функции ввода–вывода: input, raw_input, open

Функции для работы с атрибутами: getattr, setattr, delattr, hasattr

Функции – «украшатели» методов классов: staticmethod, classmethod, property

Прочие функции: buffer, slice

Совет:

Уточнить назначение функции, ее аргументов и результата можно в интерактивной сессии интерпретатора Python:

>>> help(len)

Help on built–in function len:

len(…)

len(object) -> integer

Return the number of items of a sequence or mapping.Или так:

>>> print len.__doc__

len(object) -> integer

Return the number of items of a sequence or mapping.

Функции преобразования типов и классы

Функции и классы из этой категории служат для преобразования типов данных. В старых версиях Python для преобразования к нужному типу использовалась одноименная функция. В новых версиях Python роль таких функций играют имена встроенных классов (однако семантика не изменилась). Для понимания сути достаточно небольшого примера:

Листинг

>>> int(23.5)

23

>>> float('12.345')

12.345000000000001

>>> dict([('a', 2), ('b', 3)])

{'a': 2, 'b': 3}

>>> object

>>> class MyObject(object):

… pass

…

Числовые и строковые функции

Функции работают с числовыми или строковыми аргументами. В следующей таблице даны описания этих функций.

abs(x) Модуль числа x. Результат: |x|.

divmod(x, y) Частное и остаток от деления. Результат: (частное, остаток).

pow(x, y[, m]) Возведение x в степень y по модулю m. Результат: x**y % m.

round(n[, z]) Округление чисел до заданного знака после (или до) точки.

ord(s) Функция возвращает код (или Unicode) заданного ей символа в односимвольной строке.

chr(n) Возвращает строку с символом с заданным кодом.

len(s) Возвращает число элементов последовательности или отображения.

oct(n), hex(n) Функции возвращают строку с восьмеричным или шестнадцатеричным представлением целого числа n.

cmp(x, y) Сравнение двух значений. Результат: отрицательный, ноль или положительный, в зависимости от результата сравнения.

unichr(n) Возвращает односимвольную Unicode–строку с символом с кодом n.

unicode(s, [, encoding[, errors]]) Создает Unicode–объект, соответствующий строке s в заданной кодировке encoding. Ошибки кодирования обрабатываются в соответствии с errors, который может принимать значения: 'strict' (строгое преобразование), 'replace' (с заменой несуществующих символов) или 'ignore' (игнорировать несуществующие символы). По умолчанию: encoding='utf–8', errors='strict'.

Следующий пример строит таблицу кодировки кириллических букв в Unicode:

Листинг

print «Таблица Unicode (русские буквы)».center(18*4)

i = 0

for c in «АБВГДЕЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯ»

«абвгдежзийклмнопрстуфхцчшщъыьэюя»:

u = unicode(c, 'koi8–r')

print "%3i: %1s %s» % (ord(u), c, `u`),

i += 1

if i % 4 == 0:

print

Функции обработки данных

Эти функции подробнее будут рассмотрены в лекции по функциональному программированию. Пример с функциями range() и enumerate():

Листинг

>>> for i, c in enumerate(«ABC»):

… print i, c

…

0 A

1 B

2 C

>>> print range(4, 20, 2)

[4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18]

Функции определения свойств

Эти функции обеспечивают доступ к некоторым встроенным атрибутам объектов и другим свойствам. Следующий пример показывает некоторые из этих функций:

Листинг

>>> s = «abcde»

>>> s1 = «abcde»

>>> s2 = «ab» + «cde»

>>> print «hash:", hash(s), hash(s1), hash(s2)

hash: – 1332677140–1332677140–1332677140

>>> print «id:", id(s), id(s1), id(s2)

id: 1076618592 1076618592 1076618656

Здесь, можно увидеть, что для одного и того же строкового литерала «abcde» получается один и тот же объект, тогда как для одинаковых по значению объектов вполне можно получить разные объекты.

Функции для доступа к внутренним структурам

В современной реализации языка Python глобальные и локальные переменные доступны в виде словаря благодаря функциям globals() и locals(). Правда, записывать что–либо в эти словари не рекомендуется.

Функция vars() возвращает таблицу локальных имен некоторого объекта (если параметр не задан, она возвращает то же, что и locals()). Обычно используется в качестве словаря для операции форматирования:

Листинг

a = 1

b = 2

c = 3

print "%(a)s + %(b)s = %(c)s» % vars()

Функции компиляции и исполнения

Функция reload() уже рассматривалась, а из остальных функций этой категории особого внимания заслуживает eval(). Как следует из названия, эта функция вычисляет переданное ей выражение. В примере ниже вычисляется выражение, которое строится динамически:

Листинг

a = 2

b = 3

for op in «+-*/%":

e = «a " + op + " b»

print e, «->", eval(e)

У функции eval() кроме подлежащего вычислению выражения есть еще два параметра – с их помощью можно задать глобальное и локальное пространства имен, из которых будут разрешаться имена выражения. Пример выше, переписанный для использования с собственным словарем имен в качестве глобального пространства имен:

Листинг

for op in «+-*/%":

e = «a " + op + " b»

print e, «->", eval(e, {'a': 2, 'b': 3})

Функцией eval() легко злоупотребить. Нужно стараться использовать ее только тогда, когда без нее не обойтись. Из соображений безопасности не следует применять eval() для аргумента, в котором присутствует непроверенный ввод от пользователя.

Функции ввода–вывода

Функции input() и raw_input() используются для ввода со стандартного ввода. В серьезных программах их лучше не применять. Функция open() служит для открытия файла по имени для чтения, записи или изменения. В следующем примере файл открывается для чтения:

Листинг

f = open(«file.txt», «r», 1)

for line in f:

…

f.close()

Функция принимает три аргумента: имя файла (путь к файлу), режим открытия («r» – чтение, «w» – запись, «a» – добавление или «w+», «a+», «r+» – изменение. Также может прибавляться «t», что обозначает текстовый файл. Это имеет значение только на платформе Windows). Третий аргумент указывает режим буферизации: 0 – без буферизации, 1 – построчная буферизация, больше 1 – буфер указанного размера в байтах.

В новых версиях Python функция open() является синонимом для file().

Функции для работы с атрибутами

У объектов в языке Python могут быть атрибуты (в терминологии языка C++ – члены–данные и члены–функции). Следующие две программы эквивалентны:

Листинг

# первая программа:

class A:

pass

a = A()

a.attr = 1

try:

print a.attr

except:

print None

del a.attr

# вторая программа:

class A:

pass

a = A()

setattr(a, 'attr', 1)

if hasattr(a, 'attr'):

print getattr(a, 'attr')

else:

print None

delattr(a, 'attr')

Функции – «украшатели» методов классов

Эти функции будут рассмотрены в лекции, посвященной ООП.

Обзор стандартной библиотеки

Модули стандартной библиотеки можно условно разбить на группы по тематике.

Сервисы периода выполнения. Модули: sys, atexit, copy, traceback, math, cmath, random, time, calendar, datetime, sets, array, struct, itertools, locale, gettext.

Поддержка цикла разработки. Модули: pdb, hotshot, profile, unittest, pydoc. Пакеты docutils, distutils.

Взаимодействие с ОС (файлы, процессы). Модули: os, os.path, getopt, glob, popen2, shutil, select, signal, stat, tempfile.

Обработка текстов. Модули: string, re, StringIO, codecs, difflib, mmap, sgmllib, htmllib, htmlentitydefs. Пакет xml.

Многопоточные вычисления. Модули: threading, thread, Queue.

Хранение данных. Архивация. Модули: pickle, shelve, anydbm, gdbm, gzip, zlib, zipfile, bz2, csv, tarfile.

Платформо–зависимые модули. Для UNIX: commands, pwd, grp, fcntl, resource, termios, readline, rlcompleter. Для Windows: msvcrt, _winreg, winsound.

Поддержка сети. Протоколы Интернет. Модули: cgi, Cookie, urllib, urlparse, httplib, smtplib, poplib, telnetlib, socket, asyncore. Примеры серверов: SocketServer, BaseHTTPServer, xmlrpclib, asynchat.

Поддержка Internet. Форматы данных. Модули: quopri, uu, base64, binhex, binascii, rfc822, mimetools, MimeWriter, multifile, mailbox. Пакет email.

Python о себе. Модули: parser, symbol, token, keyword, inspect, tokenize, pyclbr, py_compile, compileall, dis, compiler.

Графический интерфейс. Модуль Tkinter.

Примечание:

Очень часто модули содержат один или несколько классов, с помощью которых создается объект нужного типа, а затем речь идет уже не об именах из модуля, а об атрибутах этого объекта. И наоборот, некоторые модули содержат лишь функции, слишком общие для того, чтобы работать над произвольными объектами (либо достаточно большой категорией объектов).

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.

exit([c]) Выход из программы. Можно передать числовой код завершения: 0 в случае успешного завершения, другие числа при аварийном завершении программы.

argv Список аргументов командной строки. Обычно sys.argv[0] содержит имя запущенной программы, а остальные параметры передаются из командной строки.

platform Платформа, на которой работает интерпретатор.

stdin, stdout, stderr Стандартный ввод, вывод, вывод ошибок. Открытые файловые объекты.

version Версия интерпретатора.

setrecursionlimit(limit) Установка уровня максимальной вложенности рекурсивных вызовов.

exc_info() Информация об обрабатываемом исключении.

Модуль copy

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

Листинг

lst1 = [0, 0, 0]

lst = [lst1] * 3

print lst

lst[0][1] = 1

print lst

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

Листинг

[[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:

Листинг

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:

Листинг

[[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.

Функция или константа Описание

acos(z) арккосинус z

asin(z) арксинус z

atan(z) арктангенс z

atan2(y,x) atan(y/x)

ceil(x) наименьшее целое, большее или равное x

cos(z) косинус z

cosh(x) гиперболический косинус x

e константа e

exp(z) экспонента (то есть, e**z)

fabs(x) абсолютное значение x

floor(x) наибольшее целое, меньшее или равное x

fmod(x,y) остаток от деления x на y

frexp(x) возвращает мантиссу и порядок x как пару (m, i), где m – число с плавающей точкой, а i – целое, такое, что x = m * 2.**i. Если 0, возвращает (0,0), иначе 0.5 <= abs(m) < 1.0

hypot(x,y) sqrt(x*x + y*y)

ldexp(m,i) m * (2**i)

log(z) натуральный логарифм z

log10(z) десятичный логарифм z

modf(x) возвращает пару (y,q) – целую и дробную часть x. Обе части имеют знак исходного числа

pi константа пи

pow(x,y) x**y

sin(z) синус z

sinh(z) гиперболический синус z

sqrt(z) корень квадратный от z

tan(z) тангенс z

tanh(z) гиперболический тангенс z

Модуль random

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

random() Генерирует псевдослучайное число из полуоткрытого диапазона [0.0, 1.0).

choice(s) Выбирает случайный элемент из последовательности s.

shuffle(s) Размешивает элементы изменчивой последовательности s на месте.

randrange([start,] stop[, step]) Выдает случайное целое число из диапазона range(start, stop, step). Аналогично choice(range(start, stop, step)).

normalvariate(mu, sigma) Выдает число из последовательности нормально распределенных псевдослучайных чисел. Здесь mu – среднее, sigma – среднеквадратическое отклонение (sigma > 0)

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.