🐍 Python

Полный справочник: типы, строки, коллекции, функции, ООП и dataclass, исключения, файлы, итераторы, async, типизация, pytest и библиотеки.

Шпаргалки · Программирование · #python #py #scripting #data

Запуск и окружение

python app.py                      python -m http.server 8000
python -m venv .venv               source .venv/bin/activate        # Windows: .venv\Scripts\activate
pip install requests               pip freeze > requirements.txt    pip install -r requirements.txt
uv init / uv add requests / uv run app.py                            # быстрый современный менеджер

Редакторы: PyCharm, VS Code. Форматирование и проверки: ruff, black, mypy, pyright.

Типы данных

type(5); isinstance(5, int); int('42'); float('3.5'); str(10); bool([])   # пустое ложно
0.1 + 0.2 == 0.3                       # False: используйте math.isclose или decimal.Decimal
10 // 3; 10 % 3; 2 ** 10; divmod(10, 3)

Ложные значения: False, None, 0, 0.0, '', [], {}, (), set().

Строки

name = 'Аня'; age = 30
f'{name} — {age:03d} — {3.14159:.2f} — {1234567:,}'     # f-строки
'a,b,c'.split(','); ','.join(['a', 'b']); '  x '.strip()
s.upper(); s.lower(); s.replace('a', 'b'); s.startswith('x'); s.find('x'); s.count('x')
s[0]; s[-1]; s[1:4]; s[::-1]           # индексы и срезы [start:stop:step]
'x' in s; len(s); s.isdigit(); s.zfill(5); s.center(10, '*')

Коллекции

lst = [3, 1, 2]
lst.append(4); lst.extend([5]); lst.insert(0, 9); lst.remove(9); lst.pop(); lst.sort(); lst.reverse()
sorted(lst, key=lambda x: -x); lst[1:3]; lst.index(2); lst.count(1)

d = {'a': 1, 'b': 2}
d['c'] = 3; d.get('x', 0); d.pop('a'); d.setdefault('k', []).append(1)
d.keys(); d.values(); d.items(); {**d, 'z': 0}; d | {'y': 1}       # слияние (3.9+)

s = {1, 2, 3}; s.add(4); s & {2, 3}; s | {9}; s - {1}; s ^ {2, 5}  # пересечение, объединение, разность
t = (1, 2); a, b = t; first, *rest = [1, 2, 3]                       # распаковка

Включения

[x * x for x in range(10) if x % 2 == 0]
{k: v for k, v in pairs}
{x % 3 for x in nums}
(x * 2 for x in nums)             # генераторное выражение (ленивое)

Условия и циклы

if x > 0: ...
elif x == 0: ...
else: ...
label = 'да' if ok else 'нет'
match command:                                  # Python 3.10+
    case 'start': ...
    case 'stop' | 'halt': ...
    case {'type': 'move', 'x': x}: ...
    case _: ...

for i in range(5): ...                          # range(start, stop, step)
for i, x in enumerate(items, start=1): ...
for a, b in zip(xs, ys): ...
for k, v in d.items(): ...
while cond: ...
else: ...                                       # блок else у цикла: выполняется без break
break; continue; pass

Функции

def add(a: int, b: int = 0, *args, key=None, **kwargs) -> int:
    """Краткое описание."""
    return a + b

add(1, b=2); add(*[1, 2]); add(**{'a': 1, 'b': 2})
square = lambda x: x * x
def f(a, /, b, *, c): ...           # a только позиционный, c только по имени

Не используйте изменяемый объект как значение по умолчанию (def f(x=[])): def f(x=None): x = x or [].

Декораторы и замыкания

import functools, time
def timed(fn):
    @functools.wraps(fn)
    def wrapper(*a, **k):
        t = time.perf_counter(); r = fn(*a, **k)
        print(f'{fn.__name__}: {time.perf_counter() - t:.3f}s'); return r
    return wrapper

@timed
def work(): ...
@functools.lru_cache(maxsize=None)
def fib(n): return n if n < 2 else fib(n - 1) + fib(n - 2)

Классы

from dataclasses import dataclass, field

class User:
    count = 0                                 # атрибут класса
    def __init__(self, name):
        self.name = name                      # атрибут экземпляра
    def __repr__(self): return f'User({self.name!r})'
    @property
    def label(self): return f'@{self.name}'
    @classmethod
    def create(cls, name): return cls(name)
    @staticmethod
    def valid(name): return bool(name)

class Admin(User):
    def __init__(self, name):
        super().__init__(name)

@dataclass(frozen=True, order=True)
class Point:
    x: float
    y: float = 0.0
    tags: list[str] = field(default_factory=list)

Магические методы: __str__, __len__, __eq__, __lt__, __iter__, __getitem__, __enter__/__exit__, __call__. Альтернативы: NamedTuple, TypedDict, Enum, Pydantic.

Исключения и контекстные менеджеры

try:
    value = int(text)
except ValueError as e:
    print('нечисло', e)
except (KeyError, IndexError):
    ...
else: ...                # без ошибок
finally: ...             # всегда
raise ValueError('сообщение') from original

with open('data.txt', encoding='utf-8') as f:     # закроется автоматически
    text = f.read()

class MyError(Exception): ...

Иерархия: Exception → ValueError, TypeError, KeyError, OSError, ZeroDivisionError. Не ловите «голый» except:.

Файлы и пути

from pathlib import Path
p = Path('data') / 'file.txt'
p.exists(); p.is_file(); p.read_text(encoding='utf-8'); p.write_text('x'); p.parent.mkdir(parents=True, exist_ok=True)
list(Path('.').glob('**/*.py')); p.suffix; p.stem; p.name

import json, csv, os, shutil
json.loads(s); json.dumps(obj, ensure_ascii=False, indent=2)
with open('a.csv', newline='', encoding='utf-8') as f:
    for row in csv.DictReader(f): ...
os.environ.get('HOME'); shutil.copy('a', 'b'); shutil.rmtree('dir')

Итераторы и генераторы

def countdown(n):
    while n > 0:
        yield n
        n -= 1
list(countdown(3))                    # [3, 2, 1]
import itertools
itertools.chain(a, b); itertools.islice(it, 5); itertools.groupby(data, key); itertools.product(a, b); itertools.combinations(xs, 2)

Асинхронность и потоки

import asyncio, httpx

async def fetch(client, url):
    r = await client.get(url, timeout=10)
    r.raise_for_status()
    return r.json()

async def main():
    async with httpx.AsyncClient() as c:
        results = await asyncio.gather(*(fetch(c, u) for u in urls))
asyncio.run(main())

from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor, ProcessPoolExecutor
with ThreadPoolExecutor(8) as pool: list(pool.map(download, urls))       # I/O
with ProcessPoolExecutor() as pool: list(pool.map(heavy, items))          # CPU

GIL: потоки не ускоряют вычисления на CPU, но подходят для ввода-вывода. Для CPU: процессы, NumPy, Cython. Новые сборки Python 3.13+ имеют экспериментальный режим без GIL.

Типизация

from typing import Optional, Union, Callable, TypedDict, Protocol, Literal, Any
def f(x: int | None, items: list[str], m: dict[str, int]) -> tuple[int, str]: ...
type Json = dict[str, 'Json'] | list['Json'] | str | int | None      # 3.12+

Проверка не выполняется на runtime: запускайте mypy или pyright.

collections и стандартная библиотека

import logging
logging.basicConfig(level=logging.INFO, format='%(asctime)s %(levelname)s %(message)s')
log = logging.getLogger(__name__); log.info('старт %s', name)
from collections import Counter; Counter('hello').most_common(2)

Тесты (pytest)

import pytest
def test_add(): assert add(1, 2) == 3

@pytest.mark.parametrize('a,b,exp', [(1, 2, 3), (0, 0, 0)])
def test_param(a, b, exp): assert add(a, b) == exp

@pytest.fixture
def user(): return User('anna')

def test_raises():
    with pytest.raises(ValueError): int('x')

Запуск: pytest -q, pytest -k name -x, покрытие pytest --cov.

Идиомы и подводные камни

• is сравнивает идентичность (для None: x is None), == значения.
• Копирование: list(a), a.copy() поверхностное, copy.deepcopy(a) глубокое.
• Строки неизменяемы: сборка в цикле через ''.join(parts).
• if __name__ == '__main__': для точки входа.
• Изменяемый аргумент по умолчанию, поздняя привязка замыканий в цикле, модификация списка во время обхода.

Библиотеки по задачам