10. Tur Singkat Pustaka Standar

10.1. Antarmuka Sistem Operasi

Modul os menyediakan puluhan fungsi untuk berinteraksi dengan sistem operasi:

>>> import os
>>> os.getcwd()      # Return the current working directory
'C:\\Python311'
>>> os.chdir('/server/accesslogs')   # Change current working directory
>>> os.system('mkdir today')   # Run the command mkdir in the system shell
0

Pastikan untuk menggunakan gaya import os alih-alih from os import *. Ini akan menjaga os.open() dari membayangi shadowing fungsi bawaan open() yang beroperasi jauh berbeda.

Fungsi bawaan dir() dan help() berguna sebagai alat bantu interaktif untuk bekerja dengan modul besar seperti os:

>>> import os
>>> dir(os)
<returns a list of all module functions>
>>> help(os)
<returns an extensive manual page created from the module's docstrings>

Untuk tugas manajemen berkas dan direktori sehari-hari, modul shutil menyediakan antarmuka level yang lebih tinggi yang lebih mudah digunakan:

>>> import shutil
>>> shutil.copyfile('data.db', 'archive.db')
'archive.db'
>>> shutil.move('/build/executables', 'installdir')
'installdir'

10.2. Berkas Wildcard

Modul glob menyediakan fungsi untuk membuat daftar berkas dari pencarian wildcard di direktori:

>>> import glob
>>> glob.glob('*.py')
['primes.py', 'random.py', 'quote.py']

10.3. Baris Perintah Berargumen

Skrip utilitas umum seringkali perlu memproses argumen baris perintah. Argumen-argumen ini disimpan dalam atribut argv dari modul sys sebagai daftar. Sebagai contoh, hasil keluaran berikut dari menjalankan python demo.py one two three di baris perintah

>>> import sys
>>> print(sys.argv)
['demo.py', 'one', 'two', 'three']

Modul argparse menyediakan mekanisme yang lebih canggih untuk memproses argumen baris perintah. Script berikut mengekstrak satu atau lebih nama file dan sejumlah baris opsional untuk ditampilkan:

import argparse

parser = argparse.ArgumentParser(
    prog='top',
    description='Show top lines from each file')
parser.add_argument('filenames', nargs='+')
parser.add_argument('-l', '--lines', type=int, default=10)
args = parser.parse_args()
print(args)

Ketika dijalankan pada baris perintah dengan python top.py --lines=5 alpha.txt beta.txt, skrip mengatur args.lines menjadi 5 dan args.filenames menjadi ['alpha.txt', 'beta.txt'].

10.4. Pengalihan Output Kesalahan dan Pengakhiran Program

Modul sys juga memiliki atribut untuk stdin, stdout, dan stderr. Yang terakhir berguna untuk mengirimkan peringatan dan pesan kesalahan untuk membuatnya terlihat bahkan ketika stdout telah dialihkan:

>>> sys.stderr.write('Warning, log file not found starting a new one\n')
Warning, log file not found starting a new one

Cara paling langsung untuk mengakhiri skrip adalah dengan menggunakan sys.exit().

10.5. Pencocokan Pola String

Modul re menyediakan alat ekspresi reguler untuk pemrosesan string lanjutan. Untuk pencocokan dan manipulasi yang kompleks, ekspresi reguler menawarkan solusi yang ringkas dan dioptimalkan:

>>> import re
>>> re.findall(r'\bf[a-z]*', 'which foot or hand fell fastest')
['foot', 'fell', 'fastest']
>>> re.sub(r'(\b[a-z]+) \1', r'\1', 'cat in the the hat')
'cat in the hat'

Ketika hanya kemampuan sederhana yang diperlukan, metode string lebih disukai karena lebih mudah dibaca dan dilakukan debug:

>>> 'tea for too'.replace('too', 'two')
'tea for two'

10.6. Matematika

Modul math memberikan akses ke fungsi-fungsi pustaka C yang mendasari untuk matematika angka pecahan floating point:

>>> import math
>>> math.cos(math.pi / 4)
0.70710678118654757
>>> math.log(1024, 2)
10.0

Modul random menyediakan alat untuk membuat pilihan acak:

>>> import random
>>> random.choice(['apple', 'pear', 'banana'])
'apple'
>>> random.sample(range(100), 10)   # sampling without replacement
[30, 83, 16, 4, 8, 81, 41, 50, 18, 33]
>>> random.random()    # random float
0.17970987693706186
>>> random.randrange(6)    # random integer chosen from range(6)
4

Modul statistics menghitung sifat statistik dasar (rata-rata, median, varian, dll.) dari data numerik:

>>> import statistics
>>> data = [2.75, 1.75, 1.25, 0.25, 0.5, 1.25, 3.5]
>>> statistics.mean(data)
1.6071428571428572
>>> statistics.median(data)
1.25
>>> statistics.variance(data)
1.3720238095238095

Proyek SciPy <https://scipy.org> memiliki banyak modul lain untuk perhitungan numerik.

10.7. Akses internet

Ada sejumlah modul untuk mengakses internet dan memproses protokol internet. Dua yang paling sederhana adalah urllib.request untuk mengambil data dari URL dan smtplib untuk mengirim email:

>>> from urllib.request import urlopen
>>> with urlopen('http://worldtimeapi.org/api/timezone/etc/UTC.txt') as response:
...     for line in response:
...         line = line.decode()             # Convert bytes to a str
...         if line.startswith('datetime'):
...             print(line.rstrip())         # Remove trailing newline
...
datetime: 2022-01-01T01:36:47.689215+00:00

>>> import smtplib
>>> server = smtplib.SMTP('localhost')
>>> server.sendmail('soothsayer@example.org', 'jcaesar@example.org',
... """To: jcaesar@example.org
... From: soothsayer@example.org
...
... Beware the Ides of March.
... """)
>>> server.quit()

(Perhatikan bahwa contoh kedua membutuhkan server mail yang beroperasi di localhost.)

10.8. Tanggal dan Waktu

Modul datetime menyediakan kelas untuk memanipulasi tanggal dan waktu dengan cara yang sederhana dan kompleks. Sementara aritmatika tanggal dan waktu didukung, fokus implementasi adalah pada ekstraksi anggota yang efisien untuk pemformatan dan manipulasi keluaran. Modul ini juga mendukung objek yang sadar zona waktu.

>>> # dates are easily constructed and formatted
>>> from datetime import date
>>> now = date.today()
>>> now
datetime.date(2003, 12, 2)
>>> now.strftime("%m-%d-%y. %d %b %Y is a %A on the %d day of %B.")
'12-02-03. 02 Dec 2003 is a Tuesday on the 02 day of December.'

>>> # dates support calendar arithmetic
>>> birthday = date(1964, 7, 31)
>>> age = now - birthday
>>> age.days
14368

10.9. Kompresi Data

Format pengarsipan dan kompresi data umum didukung langsung oleh modul-modul yang ada antara lain: :mod: zlib, gzip, bz2, lzma, zipfile dan tarfile.

>>> import zlib
>>> s = b'witch which has which witches wrist watch'
>>> len(s)
41
>>> t = zlib.compress(s)
>>> len(t)
37
>>> zlib.decompress(t)
b'witch which has which witches wrist watch'
>>> zlib.crc32(s)
226805979

10.10. Pengukuran Kinerja

Beberapa pengguna Python mengembangkan minat yang mendalam untuk mengetahui kinerja relatif dari berbagai pendekatan untuk masalah yang sama. Python menyediakan alat pengukuran yang segera menjawab pertanyaan-pertanyaan itu.

Misalnya, mungkin tergoda untuk menggunakan fitur tuple packing dan unpacking daripada pendekatan tradisional untuk bertukar argumen. Modul :mod: timeit dengan cepat menunjukkan keunggulan kinerja secara sederhana:

>>> from timeit import Timer
>>> Timer('t=a; a=b; b=t', 'a=1; b=2').timeit()
0.57535828626024577
>>> Timer('a,b = b,a', 'a=1; b=2').timeit()
0.54962537085770791

Berbeda dengan granularity tingkat halus timeit, modul profile dan pstats menyediakan alat untuk mengidentifikasi bagian kritis waktu dalam blok kode yang lebih besar.

10.11. Kontrol kualitas

Salah satu pendekatan untuk mengembangkan perangkat lunak berkualitas tinggi adalah dengan menulis tes untuk setiap fungsi yang dikembangkan dan untuk sering menjalankan tes tersebut selama proses pengembangan.

Modul: mod:doctest menyediakan alat untuk memindai modul dan memvalidasi tes yang tertanam dalam dokumen program. Konstruksi pengujian sesederhana memotong dan menempel panggilan khas beserta hasilnya ke dalam docstring. Ini meningkatkan dokumentasi dengan memberikan contoh kepada pengguna dan memungkinkan modul doctest untuk memastikan kode tetap benar untuk dokumentasi:

def average(values):
    """Computes the arithmetic mean of a list of numbers.

    >>> print(average([20, 30, 70]))
    40.0
    """
    return sum(values) / len(values)

import doctest
doctest.testmod()   # automatically validate the embedded tests

Modul unittest tidak semudah modul doctest, tetapi memungkinkan serangkaian tes yang lebih komprehensif untuk dipertahankan dalam file terpisah:

import unittest

class TestStatisticalFunctions(unittest.TestCase):

    def test_average(self):
        self.assertEqual(average([20, 30, 70]), 40.0)
        self.assertEqual(round(average([1, 5, 7]), 1), 4.3)
        with self.assertRaises(ZeroDivisionError):
            average([])
        with self.assertRaises(TypeError):
            average(20, 30, 70)

unittest.main()  # Calling from the command line invokes all tests

10.12. Dilengkapi Baterai

Python memiliki filosofi "dilengkapi baterai". Ini paling baik dilihat melalui kemampuan yang canggih dan kuat robust dengan dukungan paket-paket yang lebih besar. Sebagai contoh:

• The xmlrpc.client and xmlrpc.server modules make implementing remote procedure calls into an almost trivial task. Despite the modules' names, no direct knowledge or handling of XML is needed.

• Paket email adalah pustaka untuk mengelola pesan email, termasuk MIME dan lainnya RFC 2822 dokumen pesan berbasis. Tidak seperti smtplib dan poplib yang benar-benar mengirim dan menerima pesan, paket email memiliki toolset lengkap untuk membangun atau mendekodekan struktur pesan kompleks (termasuk lampiran) dan untuk mengimplementasikan pengkodean internet dan protokol header.

• Paket json menyediakan dukungan kuat untuk mengurai format pertukaran data populer ini. Modul csv mendukung pembacaan dan penulisan berkas secara langsung dalam format Nilai Terpisah-Koma atau CSV, umumnya didukung oleh database dan spreadsheet. Pemrosesan XML didukung oleh paket xml.etree.ElementTree, xml.dom dan xml.sax. Bersama-sama, modul dan paket ini sangat menyederhanakan pertukaran data antara aplikasi Python dan alat lainnya.

• Modul sqlite3 adalah pembungkus untuk pustaka basis data SQLite, menyediakan basis data persisten yang dapat diperbarui dan diakses menggunakan sintaks SQL yang sedikit tidak standar.

• Internasionalisasi didukung oleh sejumlah modul termasuk paket gettext, locale, dan codecs.