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diff --git a/src/08_stdlib.md b/src/08_stdlib.md deleted file mode 100644 index fbaa974..0000000 --- a/src/08_stdlib.md +++ /dev/null @@ -1,372 +0,0 @@ -# La librería estándar - -La librería estándar se refiere a todas las utilidades que un lenguaje de -programación trae consigo. Los lenguajes de programación, a parte de aportar la -propia funcionalidad del lenguaje en sí mismo que simplemente sería la -ejecución del código fuente que se le indique, suelen incluir funcionalidades -que no están necesariamente relacionadas con ese proceso. - -El motivo de esto es facilitar el uso del lenguaje para las labores más -comunes, incluyendo el código necesario para realizarlas sin necesitar añadidos -externos. - -En lenguajes de programación de dominio específico la librería estándar suele -contemplar muchos casos de ese dominio concreto. Por ejemplo, el lenguaje de -programación Julia, aunque esté diseñado con el objetivo de ser un lenguaje -válido para cualquier uso, su área de trabajo se centra en el entorno -científico. Es por eso que incluye en su librería estándar paquetes de álgebra -lineal, estadística y otros. - -Existen muchas diferentes aproximaciones a la librería estándar. Algunos -lenguajes las mantienen extremadamente reducidas con el fin de que la -implementación del lenguaje sea más liviana, con la contrapartida de forzar a -quien los use a tener que utilizar herramientas externas o a desarrollarlas. - -Python es un lenguaje de propósito general con una extensísima librería -estándar. Esto dificulta la selección de apartados a mostrar en este capítulo, -pero facilita la programación de cualquier aplicación en éste lenguaje. - -Los paquetes estándar de python facilitan la lectura de infinidad de tipos de -fichero, la conversión y el tratamiento de datos, el acceso a la red, la -ejecución concurrente, etc. por lo que librería estándar es más que suficiente -para muchas aplicaciones y no se requiere añadir módulos externos. - -Conocer la librería estándar y ser capaz de buscar en ella los paquetes que -necesites te facilitará mucho la tarea, evitando, por un lado, que dediques -tiempo a desarrollar funcionalidades que el propio lenguaje ya aporta y, por -otro, que instales paquetes externos que no necesitas. - -Todos los apartados aquí listados están extremadamente bien documentados en la -página oficial de la documentación de python y en la propia ayuda. Eso sí, -tendrás que importarlos para poder leer la ayuda, pero ya sabes cómo se hace. - -A continuación se recogen los módulos más interesantes, aunque en función del -proyecto puede que necesites algún otro. Puedes acceder al listado completo en -la página oficial de la documentación[^stdlibdoc]. - -[^stdlibdoc]: <https://docs.python.org/3/library/index.html#library-index> - - -## Interfaz al sistema operativo: `os` - -Ya definimos previamente el concepto *interfaz* como superficie de contacto -entre dos entidades. Esta librería facilita la interacción entre python y el -sistema operativo. - -La comunicación con el sistema operativo es primordial para cualquier lenguaje -de programación de uso general, ya que es necesario tener la capacidad de hacer -peticiones directas al sistema operativo. Por ejemplo, cambiar de directorio -actual para facilitar la inclusión rutas relativas en el programa, resolver -rutas a directorios y un largo etc. - -En capítulos previos hemos hablado de las diferencias entre sistemas -operativos. Esta librería, además, facilita el trabajo para esos casos. Por -ejemplo, que el separador de directorios en UNIX es `/` y en Windows `\`, si -quisiéramos programar una aplicación multiplataforma, nos encontraríamos con -problemas. Sin embargo, el módulo `os.path` dispone de herramientas para -gestionar las rutas de los directorios por nosotros, por ejemplo, la variable -`os.path.sep` (copiada en `os.sep` por abreviar), guarda el valor del separador -del sistema en el que se esté ejecutando la aplicación: `/` en UNIX y `\` en -Windows. - -Este paquete es muy interesante para desarrollar código portable entre las -diferentes plataformas. - -## Funciones relacionadas con el intérprete: `sys` - -Aunque el nombre de este módulo suene complicado, su uso principal es el de -acceder a funcionalidades que el propio python controla. Concretamente, se usa -sobre todo para la recepción de argumentos de entrada al programa principal, -la redirección de entradas y salidas del programa y la terminación del -programa. - -### Salida forzada: `sys.exit()` - -Para salir de forma abrupta del programa y terminar su ejecución, python -facilita la función `sys.exit()`. Al ejecutarla la - -### *Standard streams*: `sys.stdin`, `sys.stdout` y `sys.stderr` - -Cuando se trabaja en programas que funcionan en la terminal se pueden describir -tres vías de comunicación con el usuario: - -1. El teclado: de donde se obtiene lo que el usuario teclee mediante la función - `input`. -2. La pantalla: a donde se escribe al ejecutar la función `print`. -3. Y la salida de errores: Una salida especial para los fallos, similar a la - anterior, pero que se diferencia para poder hacer un tratamiento distinto y - porque tiene ciertas peculiaridades distintas. Los mensajes de error de - excepciones se envían aquí. - -Estas tres vías se conocen comúnmente como entrada estándar (*standard input*), -`stdin`, salida estándar (*standard output*), `stdout`, y error estándar -(*standard error*), `stderr`. Este concepto responde al nombre de *standard -streams* y es una abstracción de los dispositivos físicos que antiguamente se -utilizaban para comunicarse con una computadora. Hoy en día, estos tres -*streams* son una abstracción de esa infraestructura y se comportan como -simples ficheros de lectura en el primer caso y de escritura en los otros dos. - -Los diferentes sistemas operativos los implementan a su modo, pero desde el -interior de python son simplemente ficheros abiertos, como si se hubiese -ejecutado la función `open` en ellos y ellos se encargan de leer o escribir a -la vía de interacción con el usuario correspondiente. Es decir, en realidad -`print`, `input`, etc. son únicamente funciones que facilitan la labor de -escribir manualmente en estos *streams*: - -``` python ->>> import sys ->>> chars = sys.stdout.write("Hola\n") -Hola ->>> chars # Recoge el número de caracteres escritos -5 -``` - -La realidad es que estos *streams* dan una flexibilidad adicional muy -interesante. Como son únicamente variables de ficheros abiertos pueden -cerrarse y sustituirse por otros, permitiéndote redireccionar la entrada o la -salida de un programa a un fichero. - -El siguiente ejemplo redirecciona la salida de errores a un fichero llamado -`exceptions.txt` y trata de mostrar una variable que no está definida. Python -en lugar de mostrar el mensaje de una excepción, la escribe en el fichero al -que se ha redireccionado la salida: - -``` python ->>> sys.stderr = open("exceptions.txt", "w") ->>> aasda # No muestra el mensaje de error ->>> ->>> with open("exceptions.txt") as f: -... f.read() # Muestra el contenido del archivo -... -'Traceback (most recent call last):\n File "<stdin>", line 1, in \ -<module>\nNameError: name \'aasda\' is not defined\n' -``` - - -### Argumentos de entrada: `sys.argv` - -Es posible añadir argumentos de entrada a la ejecución de los programas. Piensa -en el propio programa llamado python, al ejecutarlo en la shell de sistema se -le pueden mandar diferentes opciones que, por ejemplo, digan qué módulo debe -ejecutar: - -``` bash -python test.py -``` - -Para la shell de sistema, todo lo que se escriba después de la primera palabra -es considerado un argumento de entrada. - -Cuando se ejecutan nuestros programas escritos en python, es posible también -enviarles argumentos de entrada: - -``` bash -python test.py argumento1 argumento2 ... -``` - -Lo que el python reciba después del nombre del módulo a ejecutar lo considerará -argumentos de entrada de nuestro módulo y nos lo ordenará y dejará disponible -en la variable `sys.argv`, una lista de todos los argumentos de entrada. - -Si muestras el contenido de la variable en la REPL, te responderá `['']` ya que -la REPL se ejecuta sin argumentos. Sin embargo, si creas un módulo y le añades -este contenido: - -``` python -import sys -print(sys.argv) -``` - -Verás que se imprime una lista con el nombre del archivo en su primer elemento. - -Si ejecutas el módulo desde la shell de sistema añadiéndole argumentos de -entrada: - -``` bash -python modulo.py arg1 arg2 arg3 -``` - -La lista `sys.argv` recibirá todos, siempre a modo de string. - -Los argumentos de entrada son extremadamente interesantes para permitir que los -programas sean configurables por quien los use sin necesidad de tener que -editar el código fuente, cosa que nunca debería ser necesaria a menos que -exista un error en éste o quiera añadirse una funcionalidad. - -## Procesamiento de argumentos de entrada: `argparse` - -Como la variable `sys.argv` entrega los argumentos de entrada tal y como los -recibe y no comprueba si son coherentes, python dispone de una librería -adicional para estas labores. El módulo `argparse` permite definir qué tipo de -argumentos de entrada y opciones tiene tu programa y qué reglas deben seguir. -Además, facilita la creación de ayudas como la que se muestra cuando ejecutas -`python -h` o `pip -h` en la shell de tu sistema. - -Es una librería bastante compleja con infinidad de opciones que es mejor que -leas en la propia documentación cuando necesites utilizarla. - -## Expresiones regulares: `re` - -Las expresiones regulares (*regular expression*, también conocidas como -*regexp* y *regex*) son secuencias de caracteres que describen un patrón de -búsqueda. - -En python se soportan mediante el módulo `re` de la librería estándar. - -## Matemáticas y estadística: `math` y `statistics` - -El módulo `math` soporta gran cantidad de operaciones matemáticas avanzadas -para coma flotante. En él puedes encontrar logaritmos, raíces, etc. - -El módulo `statistics` soporta estadística básica como medias, medianas, -desviación típica, etc. - -Ambos módulos tienen mucho interés ya que python se usa extensivamente en el -análisis de datos. Aunque tiene librerías de terceros mucho más adecuadas para -esta labor, para proyectos pequeños puede que sea suficiente con estos módulos. - -## Protocolos de internet: `urllib` - -`urllib` es un conjunto de paquetes que permiten seguir URLs o enlaces, -principalmente para HTTP y su versión segura HTTPs. Soporta cookies, -redirecciones, autenticación básica, etc. - -El siguiente ejemplo te muestra cómo descargar el primer boceto del estándar -del protocolo HTTP de la página web del IETF. Recordando los apartados previos, -fíjate en el uso de la sentencia `with` y en el uso de los corchetes para -obtener un número limitado de caracteres de la recién decodificada respuesta. - -``` python ->>> from urllib.request import urlopen ->>> with urlopen("https://tools.ietf.org/rfc/rfc2068.txt") as resp: -... print( resp.read().decode("utf-8")[:1750] ) -... -' - - - - - -Network Working Group R. Fielding -Request for Comments: 2068 UC Irvine -Category: Standards Track J. Gettys - J. Mogul - DEC - H. Frystyk - T. Berners-Lee - MIT/LCS - January 1997 - - - Hypertext Transfer Protocol -- HTTP/1.1 - -Status of this Memo - - This document specifies an Internet standards track protocol for the - Internet community, and requests discussion and suggestions for - improvements. Please refer to the current edition of the "Internet - Official Protocol Standards" (STD 1) for the standardization state - and status of this protocol. Distribution of this memo is unlimited. - -Abstract - - The Hypertext Transfer Protocol (HTTP) is an application-level - protocol for distributed, collaborative, hypermedia information - systems. It is a generic, stateless, object-oriented protocol which - can be used for many tasks, such as name servers and distributed - object management systems, through extension of its request methods. - A feature of HTTP is the typing and negotiation of data - representation, allowing systems to be built independently of the - data being transferred. - - HTTP has been in use by the World-Wide Web global information - initiative since 1990. This specification defines the protocol - referred to as "HTTP/1.1". - -' ->>> -``` - -## Fechas y horas: `datetime` - -`datetime`, que ya ha aparecido anteriormente, es un módulo para gestión de -fecha y hora. `datetime` soporta gran cantidad de operaciones y tipos de dato. -Entre ellos los `timedeltas`, diferencias temporales que te permiten sumar y -restar fechas con facilidad con los operadores habituales. - -Con las facilidades de `datetime`, es poco probable que necesites importar una -librería de gestión de fecha y hora independiente. - -## Procesamiento de ficheros: `json` y `sqlite3` - -Python habilita gran cantidad de procesadores de formatos de fichero, los dos -que se lista en este apartado tienen especial interés. - -El primer módulo, `json`, sirve para manipular datos en formato JSON. Sus dos -funciones principales `dumps` y `loads` vuelcan o cargan datos de JSON a -diccionarios o listas en una sola orden debido que la propia estructura de JSON -está formada por parejas clave valor o listas de valores ordenadas por índices. -Esta es la razón por la que en muchas ocasiones se utilizan ficheros de formato -JSON para intercambiar información entre aplicaciones de python: su lectura y -escritura es extremadamente sencilla. - -El segundo módulo, `sqlite3`, facilita el acceso a ficheros en formato SQLite3, -un formato binario con una interfaz de acceso que permite consultas SQL. El -módulo `sqlite3` es capaz de convertir las tablas que SQLite3 retorna a -estructuras de python de forma transparente y cómoda por lo que es un aliado -interesante para aplicaciones que requieren una base de datos pequeña y -resiliente. - -## Aritmética de coma flotante decimal: `decimal` - -En el apartado sobre datos tratamos la complejidad de los números de coma -flotante y que su representación binaria puede dar lugar a problemas. Este -módulo de aritmética decimal aporta una solución rigurosa a este problema con -el fin de facilitar el uso de python en entornos que requieren precisión -estricta que incluso puede requerir cumplir con normativas, como puede ser la -banca. - -La documentación del módulo muestra un par de ejemplos muy interesantes usando -la clase `Decimal` aportada por este. Se adjuntan a continuación para que los -estudies y los disecciones en busca de las diferencias con el uso de los -números de coma flotante normales: - -``` python ->>> from decimal import * ->>> round(Decimal('0.70') * Decimal('1.05'), 2) -Decimal('0.74') ->>> round(.70 * 1.05, 2) -0.73 - ->>> Decimal('1.00') % Decimal('.10') -Decimal('0.00') ->>> 1.00 % 0.10 -0.09999999999999995 - ->>> sum([Decimal('0.1')]*10) == Decimal('1.0') -True ->>> sum([0.1]*10) == 1.0 -False -``` - -## Lo que has aprendido - -Más que aprender, en este apartado has sobrevolado la librería estándar de -python desde la distancia y te has parado a observar qué problemas comunes ya -están resueltos en python. - -La realidad es que la librería estándar es mucho más extensa que lo listado en -este apartado, pero aquí se han mencionado los módulos que más frecuentemente -se suelen usar en entornos normales y algunos otros que tienen interés a la -hora de afianzar conocimiento que has obtenido en capítulos previos, como es el -caso del módulo `decimal`. - -Este capítulo empieza a mostrarte el interés de programar en python y las -posibilidades que tienes con él, únicamente con la librería estándar. En el -próximo verás la cantidad de funcionalidad adicional que le puedes añadir con -un par de librerías escritas por terceros. - -Sirva también este capítulo como recordatorio de lo extensa que es la librería -estándar de python. En el futuro, cuando tengas intención de buscar una -librería para resolver un problema que te despista de trabajar en la -funcionalidad principal de tu aplicación, empieza por la librería estándar. |