Python. Receptury. Wydanie III - ebook

Python to język programowania z ponad 20-letnią historią. Opracowany na początku lat 90. ubiegłego wieku, błyskawicznie zdobył sympatię programistów. Jest używany zarówno do pisania przydatnych skryptów czy małych narzędzi, jak i do pracy nad dużymi projektami. Korzysta z automatycznego zarządzania pamięcią oraz pozwala na podejście obiektowe i funkcyjne do tworzonego programu. Wokół języka Python skupiona jest bardzo silna społeczność programistów.

Ta książka to sprawdzone źródło informacji na temat Pythona i jego najczęstszych zastosowań. Należy ona do cenionej serii „Receptury”, w której znajdziesz najlepsze sposoby rozwiązywania problemów. Przekonaj się, jak wydajnie operować na strukturach danych, łańcuchach znaków, tekście i liczbach. Zobacz, jak korzystać z iteratorów i generatorów. Ponadto naucz się tworzyć własne klasy i funkcje oraz sprawdź, jak uzyskać dostęp do plików i sieci. Te i dziesiątki innych receptur opisano w tej książce. To obowiązkowa pozycja na półce każdego programisty pracującego z językiem Python.

Dzięki tej książce:

• rozwiążesz w optymalny sposób najczęstsze problemy
• napiszesz program korzystający z puli wątków
• będziesz lepszym programistą Pythona!

Najlepsze rozwiązania typowych problemów!

Przedmowa (11)

1. Algorytmy i struktury danych (15)

• 1.1. Wypakowywanie sekwencji do odrębnych zmiennych (15)
• 1.2. Wypakowywanie elementów z obiektów iterowalnych o dowolnej długości (16)
• 1.3. Zachowywanie ostatnich N elementów (19)
• 1.4. Wyszukiwanie N największych lub najmniejszych elementów (20)
• 1.5. Tworzenie kolejki priorytetowej (22)
• 1.6. Odwzorowywanie kluczy na różne wartości ze słownika (24)
• 1.7. Określanie uporządkowania w słownikach (25)
• 1.8. Obliczenia na danych ze słowników (26)
• 1.9. Wyszukiwanie identycznych danych w dwóch słownikach (28)
• 1.10. Usuwanie powtórzeń z sekwencji przy zachowaniu kolejności elementów (29)
• 1.11. Nazywanie wycinków (30)
• 1.12. Określanie najczęściej występujących w sekwencji elementów (31)
• 1.13. Sortowanie list słowników według wspólnych kluczy (33)
• 1.14. Sortowanie obiektów bez wbudowanej obsługi porównań (34)
• 1.15. Grupowanie rekordów na podstawie wartości pola (35)
• 1.16. Filtrowanie elementów sekwencji (37)
• 1.17. Pobieranie podzbioru słownika (39)
• 1.18. Odwzorowywanie nazw na elementy sekwencji (40)
• 1.19. Jednoczesne przekształcanie i redukowanie danych (42)
• 1.20. Łączenie wielu odwzorowań w jedno (43)

2. Łańcuchy znaków i tekst (47)

• 2.1. Podział łańcuchów znaków po wykryciu dowolnego z różnych ograniczników (47)
• 2.2. Dopasowywanie tekstu do początkowej lub końcowej części łańcucha znaków (48)
• 2.3. Dopasowywanie łańcuchów znaków za pomocą symboli wieloznacznych powłoki (50)
• 2.4. Dopasowywanie i wyszukiwanie wzorców tekstowych (51)
• 2.5. Wyszukiwanie i zastępowanie tekstu (54)
• 2.6. Wyszukiwanie i zastępowanie tekstu bez uwzględniania wielkości liter (55)
• 2.7. Tworzenie wyrażeń regularnych w celu uzyskania najkrótszego dopasowania (56)
• 2.8. Tworzenie wyrażeń regularnych dopasowywanych do wielowierszowych wzorców (57)
• 2.9. Przekształcanie tekstu w formacie Unicode na postać standardową (58)
• 2.10. Używanie znaków Unicode w wyrażeniach regularnych (60)
• 2.11. Usuwanie niepożądanych znaków z łańcuchów (61)
• 2.12. Zapewnianie poprawności i porządkowanie tekstu (62)
• 2.13. Wyrównywanie łańcuchów znaków (64)
• 2.14. Łączenie łańcuchów znaków (66)
• 2.15. Podstawianie wartości za zmienne w łańcuchach znaków (68)
• 2.16. Formatowanie tekstu w celu uzyskania określonej liczby kolumn (70)
• 2.17. Obsługiwanie encji HTML-a i XML-a w tekście (71)
• 2.18. Podział tekstu na tokeny (73)
• 2.19. Tworzenie prostego rekurencyjnego parsera zstępującego (75)
• 2.20. Przeprowadzanie operacji tekstowych na łańcuchach bajtów (83)

3. Liczby, daty i czas (87)

• 3.1. Zaokrąglanie liczb (87)
• 3.2. Przeprowadzanie dokładnych obliczeń na liczbach dziesiętnych (88)
• 3.3. Formatowanie liczb w celu ich wyświetlenia (90)
• 3.4. Stosowanie dwójkowych, ósemkowych i szesnastkowych liczb całkowitych (92)
• 3.5. Pakowanie do bajtów i wypakowywanie z bajtów dużych liczb całkowitych (93)
• 3.6. Przeprowadzanie obliczeń na liczbach zespolonych (95)
• 3.7. Nieskończoność i wartości NaN (96)
• 3.8. Obliczenia z wykorzystaniem ułamków (98)
• 3.9. Obliczenia z wykorzystaniem dużych tablic liczbowych (99)
• 3.10. Przeprowadzanie operacji na macierzach i z zakresu algebry liniowej (102)
• 3.11. Losowe pobieranie elementów (103)
• 3.12. Przekształcanie dni na sekundy i inne podstawowe konwersje związane z czasem (105)
• 3.13. Określanie daty ostatniego piątku (107)
• 3.14. Określanie przedziału dat odpowiadającego bieżącemu miesiącowi (108)
• 3.15. Przekształcanie łańcuchów znaków na obiekty typu datetime (110)
• 3.16. Manipulowanie datami z uwzględnieniem stref czasowych (111)

4. Iteratory i generatory (113)

• 4.1. Ręczne korzystanie z iteratora (113)
• 4.2. Delegowanie procesu iterowania (114)
• 4.3. Tworzenie nowych wzorców iterowania z wykorzystaniem generatorów (115)
• 4.4. Implementowanie protokołu iteratora (117)
• 4.5. Iterowanie w odwrotnej kolejności (119)
• 4.6. Definiowanie funkcji generatorów z dodatkowym stanem (120)
• 4.7. Pobieranie wycinków danych zwracanych przez iterator (121)
• 4.8. Pomijanie pierwszej części obiektu iterowalnego (122)
• 4.9. Iterowanie po wszystkich możliwych kombinacjach lub permutacjach (124)
• 4.10. Przechodzenie po parach indeks - wartość sekwencji (125)
• 4.11. Jednoczesne przechodzenie po wielu sekwencjach (127)
• 4.12. Przechodzenie po elementach z odrębnych kontenerów (129)
• 4.13. Tworzenie potoków przetwarzania danych (130)
• 4.14. Przekształcanie zagnieżdżonych sekwencji na postać jednowymiarową (133)
• 4.15. Przechodzenie po scalonych posortowanych obiektach iterowalnych zgodnie z kolejnością sortowania (134)
• 4.16. Zastępowanie nieskończonych pętli while iteratorem (135)

5. Pliki i operacje wejścia-wyjścia (137)

• 5.1. Odczyt i zapis danych tekstowych (137)
• 5.2. Zapisywanie danych z funkcji print() do pliku (139)
• 5.3. Stosowanie niestandardowych separatorów lub końca wiersza w funkcji print() (140)
• 5.4. Odczyt i zapis danych binarnych (141)
• 5.5. Zapis danych do pliku, który nie istnieje (142)
• 5.6. Wykonywanie operacji wejścia-wyjścia na łańcuchach (143)
• 5.7. Odczytywanie i zapisywanie skompresowanych plików z danymi (144)
• 5.8. Przechodzenie po rekordach o stałej wielkości (145)
• 5.9. Wczytywanie danych binarnych do zmiennego bufora (146)
• 5.10. Odwzorowywanie plików binarnych w pamięci (148)
• 5.11. Manipulowanie ścieżkami (150)
• 5.12. Sprawdzanie, czy plik istnieje (151)
• 5.13. Pobieranie listy zawartości katalogu (152)
• 5.14. Nieuwzględnianie kodowania nazw plików (153)
• 5.15. Wyświetlanie nieprawidłowych nazw plików (154)
• 5.16. Dodawanie lub zmienianie kodowania otwartego pliku (156)
• 5.17. Zapisywanie bajtów w pliku tekstowym (158)
• 5.18. Umieszczanie deskryptora istniejącego pliku w obiekcie pliku (159)
• 5.19. Tworzenie tymczasowych plików i katalogów (160)
• 5.20. Komunikowanie z portami szeregowymi (162)
• 5.21. Serializowanie obiektów Pythona (163)

6. Kodowanie i przetwarzanie danych (167)

• 6.1. Wczytywanie i zapisywanie danych CSV (167)
• 6.2. Wczytywanie i zapisywanie danych w formacie JSON (170)
• 6.3. Parsowanie prostych danych w XML-u (174)
• 6.4. Stopniowe parsowanie bardzo dużych plików XML (176)
• 6.5. Przekształcanie słowników na format XML (179)
• 6.6. Parsowanie, modyfikowanie i ponowne zapisywanie dokumentów XML (181)
• 6.7. Parsowanie dokumentów XML z przestrzeniami nazw (183)
• 6.8. Komunikowanie się z relacyjnymi bazami danych (185)
• 6.9. Dekodowanie i kodowanie cyfr w systemie szesnastkowym (187)
• 6.10. Dekodowanie i kodowanie wartości w formacie Base64 (188)
• 6.11. Odczyt i zapis tablic binarnych zawierających struktury (188)
• 6.12. Wczytywanie zagnieżdżonych struktur binarnych o zmiennej długości (192)
• 6.13. Podsumowywanie danych i obliczanie statystyk (200)

7. Funkcje (203)

• 7.1. Pisanie funkcji przyjmujących dowolną liczbę argumentów (203)
• 7.2. Tworzenie funkcji przyjmujących argumenty podawane wyłącznie za pomocą słów kluczowych (204)
• 7.3. Dołączanie metadanych z informacjami do argumentów funkcji (205)
• 7.4. Zwracanie wielu wartości przez funkcje (206)
• 7.5. Definiowanie funkcji z argumentami domyślnymi (207)
• 7.6. Definiowanie funkcji anonimowych (wewnątrzwierszowych) (210)
• 7.7. Pobieranie wartości zmiennych w funkcjach anonimowych (211)
• 7.8. Uruchamianie n-argumentowej jednostki wywoływalnej z mniejszą liczbą argumentów (212)
• 7.9. Zastępowanie klas z jedną metodą funkcjami (215)
• 7.10. Dodatkowy stan w funkcjach wywoływanych zwrotnie (216)
• 7.11. Wewnątrzwierszowe zapisywanie wywoływanych zwrotnie funkcji (219)
• 7.12. Dostęp do zmiennych zdefiniowanych w domknięciu (221)

8. Klasy i obiekty (225)

• 8.1. Modyfikowanie tekstowej reprezentacji obiektów (225)
• 8.2. Modyfikowanie formatowania łańcuchów znaków (226)
• 8.3. Dodawanie do obiektów obsługi protokołu zarządzania kontekstem (228)
• 8.4. Zmniejszanie zużycia pamięci przy tworzeniu dużej liczby obiektów (230)
• 8.5. Hermetyzowanie nazw w klasie (231)
• 8.6. Tworzenie atrybutów zarządzanych (232)
• 8.7. Wywoływanie metod klasy bazowej (236)
• 8.8. Rozszerzanie właściwości w klasie pochodnej (240)
• 8.9. Tworzenie nowego rodzaju atrybutów klasy lub egzemplarza (243)
• 8.10. Stosowanie właściwości obliczanych w leniwy sposób (246)
• 8.11. Upraszczanie procesu inicjowania struktur danych (248)
• 8.12. Definiowanie interfejsu lub abstrakcyjnej klasy bazowej (251)
• 8.13. Tworzenie modelu danych lub systemu typów (254)
• 8.14. Tworzenie niestandardowych kontenerów (259)
• 8.15. Delegowanie obsługi dostępu do atrybutów (262)
• 8.16. Definiowanie więcej niż jednego konstruktora w klasie (266)
• 8.17. Tworzenie obiektów bez wywoływania metody __init__() (267)
• 8.18. Rozszerzanie klas za pomocą klas mieszanych (269)
• 8.19. Implementowanie obiektów ze stanem lub maszyn stanowych (273)
• 8.20. Wywoływanie metod obiektu na podstawie nazwy w łańcuchu znaków (278)
• 8.21. Implementowanie wzorca odwiedzający (279)
• 8.22. Implementowanie wzorca odwiedzający bez stosowania rekurencji (283)
• 8.23. Zarządzanie pamięcią w cyklicznych strukturach danych (288)
• 8.24. Tworzenie klas z obsługą porównań (291)
• 8.25. Tworzenie obiektów zapisywanych w pamięci podręcznej (293)

9. Metaprogramowanie (297)

• 9.1. Tworzenie nakładek na funkcje (297)
• 9.2. Zachowywanie metadanych funkcji przy pisaniu dekoratorów (299)
• 9.3. Pobieranie pierwotnej funkcji z nakładki (300)
• 9.4. Tworzenie dekoratorów przyjmujących argumenty (302)
• 9.5. Definiowanie dekoratora z atrybutami dostosowywanymi przez użytkownika (303)
• 9.6. Definiowanie dekoratorów przyjmujących opcjonalny argument (306)
• 9.7. Wymuszanie sprawdzania typów w funkcji za pomocą dekoratora (307)
• 9.8. Definiowanie dekoratorów jako elementów klasy (311)
• 9.9. Definiowanie dekoratorów jako klas (312)
• 9.10. Stosowanie dekoratorów do metod klasy i metod statycznych (315)
• 9.11. Pisanie dekoratorów, które dodają argumenty do funkcji w nakładkach (316)
• 9.12. Stosowanie dekoratorów do poprawiania definicji klas (319)
• 9.13. Używanie metaklasy do kontrolowania tworzenia obiektów (320)
• 9.14. Sprawdzanie kolejności definiowania atrybutów klasy (323)
• 9.15. Definiowanie metaklas przyjmujących argumenty opcjonalne (325)
• 9.16. Sprawdzanie sygnatury na podstawie argumentów *args i **kwargs (327)
• 9.17. Wymuszanie przestrzegania konwencji pisania kodu w klasie (330)
• 9.18. Programowe definiowanie klas (332)
• 9.19. Inicjowanie składowych klasy w miejscu definicji klasy (335)
• 9.20. Przeciążanie metod z wykorzystaniem uwag do funkcji (337)
• 9.21. Unikanie powtarzających się metod właściwości (342)
• 9.22. Definiowanie w łatwy sposób menedżerów kontekstu (344)
• 9.23. Wykonywanie kodu powodującego lokalne efekty uboczne (346)
• 9.24. Parsowanie i analizowanie kodu źródłowego Pythona (348)
• 9.25. Dezasemblacja kodu bajtowego Pythona (351)

10. Moduły i pakiety (355)

• 10.1. Tworzenie hierarchicznych pakietów z modułami (355)
• 10.2. Kontrolowanie importowania wszystkich symboli (356)
• 10.3. Importowanie modułów podrzędnych z pakietu za pomocą nazw względnych (357)
• 10.4. Podział modułu na kilka plików (358)
• 10.5. Tworzenie odrębnych katalogów z importowanym kodem z jednej przestrzeni nazw (361)
• 10.6. Ponowne wczytywanie modułów (362)
• 10.7. Umożliwianie wykonywania kodu z katalogu lub pliku zip jako głównego skryptu (364)
• 10.8. Wczytywanie pliku z danymi z pakietu (365)
• 10.9. Dodawanie katalogów do zmiennej sys.path (366)
• 10.10. Importowanie modułów na podstawie nazwy z łańcucha znaków (367)
• 10.11. Wczytywanie modułów ze zdalnego komputera z wykorzystaniem haków w poleceniu importu (368)
• 10.12. Modyfikowanie modułów w trakcie importowania (382)
• 10.13. Instalowanie pakietów tylko na własny użytek (384)
• 10.14. Tworzenie nowego środowiska Pythona (385)
• 10.15. Rozpowszechnianie pakietów (386)

11. Sieci i rozwijanie aplikacji sieciowych (389)

• 11.1. Interakcja z usługami HTTP za pomocą kodu klienta (389)
• 11.2. Tworzenie serwera TCP (393)
• 11.3. Tworzenie serwera UDP (395)
• 11.4. Generowanie przedziałów adresów IP na podstawie adresu CIDR (397)
• 11.5. Tworzenie prostego interfejsu opartego na architekturze REST (399)
• 11.6. Obsługa prostych zdalnych wywołań procedur za pomocą protokołu XML-RPC (403)
• 11.7. Prosta komunikacja między interpreterami (405)
• 11.8. Implementowanie zdalnych wywołań procedur (407)
• 11.9. Proste uwierzytelnianie klientów (410)
• 11.10. Dodawanie obsługi protokołu SSL do usług sieciowych (412)
• 11.11. Przekazywanie deskryptora pliku gniazda między procesami (417)
• 11.12. Operacje wejścia-wyjścia sterowane zdarzeniami (422)
• 11.13. Wysyłanie i odbieranie dużych tablic (427)

12. Współbieżność (429)

• 12.1. Uruchamianie i zatrzymywanie wątków (429)
• 12.2. Ustalanie, czy wątek rozpoczął pracę (432)
• 12.3. Komunikowanie się między wątkami (434)
• 12.4. Blokowanie sekcji krytycznej (439)
• 12.5. Blokowanie z unikaniem zakleszczenia (441)
• 12.6. Zapisywanie stanu wątku (445)
• 12.7. Tworzenie puli wątków (446)
• 12.8. Proste programowanie równoległe (449)
• 12.9. Jak radzić sobie z mechanizmem GIL (i przestać się nim martwić) (453)
• 12.10. Definiowanie zadań działających jak aktory (456)
• 12.11. Przesyłanie komunikatów w modelu publikuj-subskrybuj (459)
• 12.12. Używanie generatorów zamiast wątków (462)
• 12.13. Odpytywanie wielu kolejek wątków (468)
• 12.14. Uruchamianie procesu demona w systemie Unix (471)

13. Skrypty narzędziowe i zarządzanie systemem (475)

• 13.1. Przyjmowanie danych wejściowych skryptu za pomocą przekierowań, potoków lub plików wejściowych (475)
• 13.2. Kończenie pracy programu wyświetleniem komunikatu o błędzie (476)
• 13.3. Parsowanie opcji z wiersza poleceń (477)
• 13.4. Prośba o podanie hasła w czasie wykonywania programu (479)
• 13.5. Pobieranie rozmiarów terminala (480)
• 13.6. Wywoływanie zewnętrznych poleceń i pobieranie danych wyjściowych (481)
• 13.7. Kopiowanie lub przenoszenie plików i katalogów (482)
• 13.8. Tworzenie i wypakowywanie archiwów (484)
• 13.9. Wyszukiwanie plików na podstawie nazwy (485)
• 13.10. Wczytywanie plików konfiguracyjnych (486)
• 13.11. Dodawanie mechanizmu rejestrowania operacji do prostych skryptów (489)
• 13.12. Dodawanie obsługi rejestrowania do bibliotek (491)
• 13.13. Tworzenie stopera (493)
• 13.14. Określanie limitów wykorzystania pamięci i procesora (494)
• 13.15. Uruchamianie przeglądarki internetowej (495)

14. Testowanie, debugowanie i wyjątki (497)

• 14.1. Testowanie danych wyjściowych wysyłanych do strumienia stdout (497)
• 14.2. Podstawianie obiektów w testach jednostkowych (498)
• 14.3. Sprawdzanie wystąpienia wyjątków w testach jednostkowych (501)
• 14.4. Zapisywanie danych wyjściowych testu w pliku (503)
• 14.5. Pomijanie testów lub przewidywanie ich niepowodzenia (504)
• 14.6. Obsługa wielu wyjątków (505)
• 14.7. Przechwytywanie wszystkich wyjątków (507)
• 14.8. Tworzenie niestandardowych wyjątków (508)
• 14.9. Zgłaszanie wyjątku w odpowiedzi na wystąpienie innego wyjątku (510)
• 14.10. Ponowne zgłaszanie ostatniego wyjątku (512)
• 14.11. Wyświetlanie komunikatów ostrzegawczych (513)
• 14.12. Debugowanie prostych awarii programu (514)
• 14.13. Profilowanie i pomiar czasu pracy programów (516)
• 14.14. Przyspieszanie działania programów (518)

15. Rozszerzenia w języku C (525)

• 15.1. Dostęp do kodu w języku C za pomocą modułu ctypes (526)
• 15.2. Pisanie prostych modułów rozszerzeń w języku C (532)
• 15.3. Pisanie funkcji rozszerzeń manipulujących tablicami (535)
• 15.4. Zarządzanie nieprzejrzystymi wskaźnikami w modułach rozszerzeń w języku C (538)
• 15.5. Definiowanie i eksportowanie interfejsów API języka C w modułach rozszerzeń (540)
• 15.6. Wywoływanie kodu Pythona w kodzie w języku C (544)
• 15.7. Zwalnianie blokady GIL w rozszerzeniach w języku C (548)
• 15.8. Jednoczesne wykonywanie wątków z kodu w językach C i Python (549)
• 15.9. Umieszczanie kodu w języku C w nakładkach opartych na narzędziu Swig (550)
• 15.10. Używanie Cythona do tworzenia nakładek na istniejący kod w języku C (555)
• 15.11. Używanie Cythona do pisania wydajnych operacji na tablicach (560)
• 15.12. Przekształcanie wskaźnika do funkcji w jednostkę wywoływalną (564)
• 15.13. Przekazywanie łańcuchów znaków zakończonych symbolem NULL do bibliotek języka C (565)
• 15.14. Przekazywanie łańcuchów znaków Unicode do bibliotek języka C (569)
• 15.15. Przekształcanie łańcuchów znaków z języka C na ich odpowiedniki z Pythona (573)
• 15.16. Używanie łańcuchów znaków o nieznanym kodowaniu pobieranych z języka C (574)
• 15.17. Przekazywanie nazw plików do rozszerzeń w języku C (577)
• 15.18. Przekazywanie otwartych plików do rozszerzeń w języku C (578)
• 15.19. Wczytywanie w języku C danych z obiektów podobnych do plików (579)
• 15.20. Pobieranie obiektów iterowalnych w języku C (581)
• 15.21. Diagnozowanie błędów segmentacji (582)

A. Dalsza lektura (585)

Skorowidz (587)