Librării, module

Ce este un modul?

• Modulele ne ajută să ne facem codul mai practic.

• Modulele sunt fișiere ce conțin funcții.

• Există module încorporate în limbaj și module care le putem crea.

În Python un modul e o simplă colecție de variabile, funcții și/sau clase(numite definiții) care pot fi importate în Python (de exemplu, modulul CSV).

Python conține multe module standarde, acestea sunt utilizate pentru a performa diferite operațiuni cum ar fi operații matematice avansate, operațiuni cu formate de fișiere specifice și baze de date, lucru cu date temporale.

Ca să putem folosi definițiile dintr-un modul, mai întâi trebuie să le importăm din acest modul. Pentru aceasta avem nevoie de import .

• Importarea întregului modul după nume.

import csv 

# Sintaxa pentru accesarea unei definiții
module_name.defintion_name

# Exemplu:
csv.reader()

• Importarea unui întreg modul folosind un nume prescurtat(alias).

import csv as c

# as  - ne permite să redenumim modulul la importare cu un alt nume(alias) 

# Exemplu:
c.reader()

• Importarea uneia sau a mai multor definiții din modul.

# importam doar o singură definiție
from csv import reader

# reader()

# importăm mai multe definiții
from csv import reader, writer

# reader()
# writer()

• Importarea tuturor defințiilor din modul cu ajutorul metacaracterului *.

# importăm toate definițiile din modul
from csv import *

# reader()
# writer()
# get_dialect()

Cum creăm un modul?

def salut(nume):
  print("Salut, " + nume)

#Salvăm codul într-un fișier cu extensia .py, cu numele mymodule.py

Cum folosim modulul creat de noi?

import mymodule

# numelefisierului.numelefunctiei()

Exemple de Module incorporate în limbaj

Math

Math este un modul automat inclus în Python, și oferă o serie de funcții utile care ne permite să executăm operații matematice.

math.floor() - rotunjește numărul până până la o valoare mai mică decât numărul dat sau egală cu acesta

import math
x = math.floor(4.9)
print(x)

math.ceil() - rotunjește numărul până până la o valoare mai mare decât numărul dat sau egală cu acesta

x = math.ceil(7.1)
print(x)

math.fabs() - afișează modulul numărului

x = math.fabs(-9)
print(x)

math.sqrt(x)- calculează rădăcina de gradul 2 a unui număr

math.sqrt(3)

math.pow(x, y) - calculează un număr ridicat la o anumită putere

math.pow(5, 2) # 5 la puterea a 2

Funcții logaritmice:

• math.log(x, baza) - calculează logaritmul unui număr cu o bază sugerată de utilizator

• math.log2(x) - calculează logaritmul unui număr cu baza 2

• math.log10(x) - calculează logaritmul unui număr cu baza 10

print(math.log(9, 3)) 
print(math.log2(4))
print(math.log10(100))

Funcții trigonometrice:

• math.cos(x) - calculează cosinusul unui număr

• math.sin(x) - calculează sinusul unui număr

• math.tan(x) - calculează tangenta unui număr

• math.acos(x) - calculează arccosinusul unui număr

• math.asin(x) - calculează arcsinusul unui număr

• math.atan(x) - calculează arctangenta unui număr

• math.atan2(y, x) - calculează arctan(y / x)

print(math.cos(1))
print(math.sin(0.7))
print(math.tan(1))

Conversia dintre radiani și grade:

• math.degrees(x)

• math.radians(x)

math.degrees(math.atan(1))

Numerele constante stocate în modul:

import math
print(math.pi)
print(math.e)
print(math.tau)
print(math.inf)
print(-math.inf)
print(math.nan)

Datetime

Python are trei module standarde folosite pentru lucrul cu datele temporale:

• Modulul calendar

• Modulul time

• Modulul datetime

Fiecare modul este focusat pe o arie specifică de interes, dar cel mai util modul din acestea trei este datetime, respectiv despre el vom învăța mai departe.

Modulul datetime include mai multe clase, dintre care și următoarele:

• datetime.datetime(): pentru lucrul cu dăți(01-01-2021) și date de timp(03:40:00)

• datetime.time(): pentru lucrul doar cu date de timp

• datetime.timedelta(): pentru reprezentarea perioadelor de timp

Clasa datetime

Clasa datetime.datetime() este cea mai utilizată din modulul datetime. Mai jos sunt parametrii pe care îi putem utiliza în această clasă.

datetime.datetime(year, month, day, hour = 0, minute = 0, second = 0)

Argumentele obligatorii sunt year, month, day, iar argumentele hour, minute, second sunt opționale.

# instanțiem un obiect al clasei datetime 
# 3 Ianuarie 2021.

import datetime as dt

ian_3 = dt.datetime(2021, 1, 3)

print(ian_3)

# instanțiem un obiect datetime folosind și parametrii opționali

feb_13 = dt.datetime(1975, 2, 13, 21, 26, 7)

print(feb_13)

Cum transformăm din date string în datetime și invers?

dec_24 = '24/12/2015'

Pentru a 'parsa' (interpreta) acest string în formatul datetime, folosim metoda datetime.strptime().

dec_24_dt = dt.datetime.strptime(dec_24, '%d/%m/%Y')

print(dec_24_dt)

march_03_dt = dt.datetime.strptime('03-28-2015', '%m-%d-%Y')
print(march_03_dt)

Mai multe notații:

• %a - afișează ziua săptămânii în variantă prescurtată

• %A - afișează ziua săptămânii

• %w - afișează ziua săptămânii ca număr, 0 fiind duminica

• %d - afișează ziua lunii

• %b - afișează luna în variantă prescurtată

• %B - afișează luna

• %m - afișează luna ca numbăr

• %y - afișează anul fără primele două cifre

• %Y - afișează anul

• %H - afișează ora în format de 24 ore

• %I - afișează ora în format de 12 ore

• %M - afișează minutele

• %S - afișează secundele

• %f - afișează milisecundele

• %z - afișează ora militară

• %Z - afișează fusul orar

Mai multă informație în Documentație

Metodata datetime.strftime() este utilizată pentru a formata un obiect datetime într-un string. Ea utilizează aceleași notații ca și metoda strptime().

print(dec_24_dt)

string1 = dec_24_dt.strftime('%m/%d/%Y')
print(string1)
print(type(string1))

string2 = dec_24_dt.strftime('%B %d, %Y')
print(string2)

string3 = dec_24_dt.strftime('%A %B, %d at %I:%M %p')
print(string3)

Atributele clasei datetime.

Fiecare datetime e un obiect care are câteva atribute. Acestea ne permit să extragem detalii din obiect.

• datetime.day - data unei luni

• datetime.month - luna unui an

• datetime.year - anul

• datetime.hour - ora unei zile

• datetime.minute - minuta unei ore

dec_25_dt = dt.datetime(1955, 12, 25)
print(dec_25_dt)

date = dec_25_dt.day
print(date)

month = dec_25_dt.month
print(month)

year = dec_25_dt.year
print(year)

Alte metode ale clasei datetime

Metoda datetime.datetime.now() afișează data și ora curentă.

x = dt.datetime.now()
print(x)

Clasa time

Clasa time conține doar informații despre timp: ore, minute, secunde, și microsecunde.

Sintaxa de a instanția un obiect al clasei time:

datetime.time(hour = 0, minute = 0, second = 0, microsecond = 0)

Toate argumentele sunt opționale.

by_default = dt.time()
print(by_default)

unu_30 = dt.time(13, 30)
print(unu_30)

Putem extrage un obiect time dintr-un obiect datetime.

nov_22 = dt.datetime(2001, 11, 22, 12, 30)
print(nov_22)

nov_22_time = nov_22.time()
print(nov_22_time)

Cum tranformăm din string în obiect time?

time_str = '8:35'
time_dt = dt.datetime.strptime(time_str, '%H:%M')
print(time_dt)

time_t = time_dt.time()
print(time_t)

Atributele clasei time

• time.hour

• time.second

print(time_t.hour)
print(time_t.second)
print(time_t.microsecond)

Compararea obiectelor time

O caracteristică foarte utilă a obiectelor time este că acestea pot fi comparate.

t1 = dt.time(15, 30)
t2 = dt.time(10, 45)

comparison = t1 > t2

print(comparison)

De asemenea putem folosi funcțiile built-in din Python: min(), max().

times = [
         dt.time(23, 30),
         dt.time(14, 45),
         dt.time(8, 0)
]

print(min(times))
print(max(times))

Calcule cu Dates și Time.

Obiectele datetime la fel pot fi comparate ca și obiectele time, folosind operatorii > și <. Să vedem dacă putem folosi alți operatori precum + și -.

dt1 = dt.datetime.now()
dt2 = dt.datetime(1996, 10, 30)

print(dt1 + dt2)
print(dt1 - dt2)

Observăm că atunci când folosim operatorul + vom avea eroare care ne zice că acest operator nu este valid.

Atunci când folosim operatorul - cu obiecte datetime, rezultatul va fi o diferență dintre două obiecte datetime. Să investigăm tipul de date al acestui obiect rezultant.

diff = dt1 - dt2
print(type(diff))

Clasa timedelta

Tipul de obiect timedelta reprezintă o perioadă de timp. Putem să creăm un obiect timedelta folosind operatorul -, sau putem folosi clasa timedelta, utilizând această sintaxă:

datetime.timedelta(days = 0, seconds = 0, microseconds = 0, milliseconds = 0, minutes = 0, hours = 0, weeks = 0)

doua_zile = dt.timedelta(2)
print(doua_zile)

trei_saptamani = dt.timedelta(weeks = 3)
print(trei_saptamani) 

o_ora_10_min = dt.timedelta(hours = 1, minutes = 10)
print(o_ora_10_min)

azi = dt.date(2021, 4, 18)
azi_plus_o_sapt = azi + dt.timedelta(weeks = 1)
print(azi_plus_o_sapt)

În tabelul de mai jos o să găsiți mai multe operții care pot fi făcute între obiecte de tip timedelta și datetime.

Operții	Explicație	Tipul rezultatului
datetime - datetime	Calculează timpul dintre două obiecte dates/times	timedelta
datetime - timedelta	Scade o periodă de timp dintr-un obiect date sau time	datetime
datetime + timedelta	Adaugă o periodă de timp la un obiect date sau time	datetime
timedelta + timedelta	Adună două perioade de timp împreună	timedelta
timedelta - timedelta	Calculează diferența dintre două perioade de timp	timedelta

Numere constante stocate în modul.

print(dt.MINYEAR)
print(dt.MAXYEAR)

Random

Acest modul conține funcții care ne permit să generăm numere sau secvențe pseudo-aleatorii.

Funcții ale modului random:

• random.randrange(stop) - generează un număr aleatoriu dintr-o gamă

• random.randrange(start, stop, pași) - generează un număr aleatoriu dintr-o gamă

• random.uniform() - alege un număr ce aparține mulțimii numerelor reale din o gamă

• random.radint() - alege un număr întreg ce aparține unei game

• random.choice() - alege un element dintr-o iterabilă

• random.shuffle() - reorganizează ordinea elementelor unei iterabile

import random
print(random.randrange(1000))
print(random.randrange(-5, 10, 1))
print(random.uniform(2, 6))
print(random.randint(0,9))
print(random.choice([7, 8]))

letters = ['a', 'b', 'c', 'd']
random.shuffle(letters)
print(letters)