Создание и использование виртуальной среды

virtualenv — инструмент для создания изолированных сред Python. Программа создает папку, которая содержит все необходимые исполняемые файлы для использования пакетов, необходимых для проекта.

Создание новой виртуальной среды требуется только один раз для каждого проекта, для которого вы хотите изолировать зависимости:
python3 -m venv venv

Это создаст папку venv, содержащую оснастку сценариев и копию python самого двоичного файла. Название папки не имеет значения.

Чтобы активировать виртуальную среду, нужно запустить activate файл: source venv/bin/activate и далее мы можем свободно устанавливать любые зависимости, которые никак не скажутся на работе в будущих проектах.

#virtualenv

Использование аннотаций типов в Python

Python, язык с динамической типизацией, позволяет работать с переменными различных типов. Иногда это может привести к ошибкам из-за неправильного использования типов .

Начиная с версии 3.6, Python поддерживает аннотации типов для переменных, атрибутов классов, аргументов функций и их возвращаемых значений, что помогает улучшить читаемость кода и предотвратить ошибки, связанные с типами данных.

#python #typing

Применяем pathlib взамен os

В Python 3 стандартная библиотека включает модуль pathlib, предоставляющий функцию Path, которая обеспечивает все необходимое для эффективной работы с путями к файлам.

Одно из наиболее впечатляющих преимуществ использования pathlib - это упрощение работы с путями за счет использования Path вместо os.path.join, представляя более простой и изящный метод, как показано на изображении.

В общем, этот модуль предлагает замену функциям для работы с файловыми путями из модуля os, таким как os.mkdir или os.path, на более удобные альтернативы.

#path #os

Паттерн проектирования Singleton

Одиночка или же синглтон – это паттерн проектирования, описывающий объект, у которого имеется один единственный экземпляр. 

Метод __new__ вызывается для создания экземпляра класса, перед вызовом __init__. На вход первым аргументом метод принимает сам класс, а возвращать должен уже экземпляр (даже можно экземпляр и другого класса).

В примере мы проверяем, есть ли значение у атрибута instance. Если нет, то присваиваем атрибуту экземпляр этого же класса. А если уже экземпляр создан, то просто его возвращаем.

То есть при вызове конструктора класса Singleton, будет возвращаться один и тот же объект из памяти.

#классы #паттерны

Explicit Conversion Flag

Флаг явного преобразования используется для преобразования значения поля format перед его непосредственным форматированием.

Это поле можно использовать для переопределения поведения format для какого либо конкретного типа и форматирования значения. В настоящее время распространены два явных флага преобразования:

!r – преобразует значение в строку, используя функцию repr()
!s – преобразует значение в строку, используя функцию str()

В примере, в случае с флагом !r строка 'Hello' будет напечатана с кавычками в поле шириной не менее 20 символов, а в случае с флагом !s – без кавычек (в более удобном для чтения виде).

#repr #str #format

Удаление префиксов и суффиксов

По какой-то неизведанной причине многие разработчики посчитали эту фичу в обновлении 3.9 не очень интересной и попросту забыли. И зря.

Некоторые на полном серьезе для таких целей до сих пор пытаются использовать забагованные .strip и .lsrtip. Точнее, большинство просто не до конца понимают, как работают эти два метода.

И всё же, в Python 3.9 были добавлены методы для строк .removeprefix и .removesuffix, предназначенные специально для удаления префиксов и суффиксов в строках.

#строки

Counter из collections

Counter — это подкласс словаря dict. Сама коллекция нужна для хранения элементов в виде словарных ключей, а их счетчики хранятся в виде значений словаря.

Для отсутствующих элементов вернется 0 вместо KeyError.

Немного о методах:

elements — возвращает итератор по элементам, каждый из которых повторяется столько раз, сколько его количество.

most_common — возвращает список из n наиболее распространенных элементов.

#collections

Функция zip

Функция zip создаёт итератор, который комбинирует элементы нескольких списков. Это позволяет осуществлять параллельный обход списков в циклах for или, например, выполнять параллельную сортировку.

#функции #zip

Создание QR-кода с помощью qrcode инструмента

Воспользуйтесь этим простым, но эффективным инструментом для генерации QR-кодов. Для рисования изображений необходима библиотека Pillow, так что проверьте ее наличие перед началом работы.

Для получения изображения с QR-кодом достаточно использовать метод make(), передав ему нужные данные. Сохранить результат можно с помощью метода save(), примененного к созданному объекту изображения.

Помимо этого, инструмент предлагает возможность интеграции изображений в QR-коды и поддерживает шесть различных стилей оформления. Более подробную информацию, включая продвинутые примеры использования, вы найдете в официальной документации по ссылке.

#qrcode

Бесконечность

Вообще float является крайне интересным типом данных и не перестает удивлять своими особенностями. Про значение Not a Number мы уже писали, а вот сегодня поговорим про infinity.

Строковые литералы 'inf' и 'infinity' можно конвертировать в float, и в результате получается значение бесконечности. Для отрицательной "бесконечности" нужно поставить знак минуса перед словом.

Такой прием может быть полезен в коде, где требуется хранить в переменной самое большое или самое маленькое числовое значение для дальнейшего сравнения.

#float

Метод join у строк

У строк есть полезный метод str.join(), который принимает на вход итерируемый объект, элементами которого также должны быть строки.

Как результат получаем новую строку, которая является объединением всех элементов. При этом они разделены строкой, к которой изначально применялся метод.

Проще говоря, если применить к строке этот метод, то она станет разделителем для элементов в новой строке.

#строки

Дескрипторы

Дескриптор – это атрибут объекта со “связанным поведением”, то есть такой атрибут, при доступе к которому его поведение переопределяется методом протокола дескриптора. Если хотя бы один из этих методов определен в объекте, то можно сказать, что этот метод – дескриптор.

Для того, чтобы определить свой собственный дескриптор, обычно определяют три специальных метода класса __get__, __set__ или __delete__. После этого можно создать новый класс и в атрибут этого класса записать объект типа дескриптор.

У данного объекта будет переопределено поведение при доступе к атрибуту (__get__), при присваивании значений (__set__) или при удалении (__delete__).

#классы #дескрипторы

Получение аудиопотока с микрофона

Библиотека PyAudio предоставляет возможности для записи аудиопотока с различных устройств.

PyAudio работает посредством кросс-платформенной библиотеки PortAudio (поэтому необходимо заранее установить пакет разработки portaudio19-dev).

В приведенном примере мы создаем объект класса PyAudio и открываем поток с рядом констант для настройки аудиопотока, поступающего с микрофона (для выбора другого устройства нужно передать его номер в качестве аргумента input_device_index).

Данный объект потока позволяет считывать с устройства с помощью метода stream.read(). Полученную информацию мы можем использовать для дальнейшего анализа и модификации.

В примере же мы просто считываем 10 секунд, после чего записываем их в аудио-файл wav.

#pyaudio #audio

Работа с датой и временем

Dateutil – предоставляет расширения для методов, уже имеющихся в datetime, имеет возможности для обработки сырых данных.

Dateutil разбит на несколько подклассов:

easter — используется для вычисления даты и времени с учетом разных календарей, а именно: западный,православный,юлианский.

parser — включает в себя продвинутый парсер даты и времени, с помощью которого мы можем парсить разные форматы.

relativedata — предназначен для замены компонентов даты.

Так-же следуют упомянуть utils , он содержит основные функции для работы с датой и временем.

#Dateutil

Ускоряем код с помощью векторизации

Одним из приемов для ускорения работы циклов является векторизация вычислений, т. е. использование функций, которые поддерживают операции над векторами.

Вообще лучший способ ускорить любой цикл – это отказаться от него. В примере выше для работы с функцией my_func мы могли бы вызвать ее в цикле для каждого элемента списка, но гораздо проще использовать vectorize.

По сути, vectorize преобразует функцию таким образом, что она начинает принимать весь вектор целиком, а не отдельный его элемент. Надо помнить, что такой подход не всегда приводит к значительному ускорению.

#vectorize #numpy

Инкремент с помощью __pos__

В Python нет операции инкремента ++ как в си-подобных языках, поэтому используется x += 1. Однако запись ++x является валидным кодом (но не x++), так как это просто два унарных оператора сложения.

При применении унарного плюса у объекта вызывается магический метод __pos__, то есть запись ++x можно понять как x.__pos__().__pos__(). Зная это, можно реализовать класс, который будет представлять число и поддерживать поведение инкремента.

Код на картинке может показаться сначала немного сложным, но лучше проследить логику и понять работу метода __pos__. Если реализовать все остальные необходимо магические методы, то может получится полноценный класс числа, но в продакшне такие приколы лучше не писать.

#магические_методы #__pos__

Проверяем скорость интернета

Каждый хоть раз проверял скорость своего интернета на Speedtest. А у них, оказывается, есть не только сайт и приложения, но и пакет на Python для этого дела.

У объекта класса Speedtest методы download() и upload() выдают соответственно скорость скачивания и загрузки данных.

Методы отдают результат в байтах, поэтому для наглядности в примере я перевел все данные в мегабайты при выводе.

#python #speedtest

Скачиваем видео с YouTube

Пакет pytube предоставляет всю небходимую функциональность для скачивания видео с YouTube, а также для сбора всей информации о нем.

Для работы нам необходимо создать объект класса YouTube. Помимо ссылки на видео в конструктор можно передать в качестве параметров функции для обработки прогресса загрузки и завершения.

Большинство видео на ютубе не имеют аудиодорожки на потоках с высоким разрешением, свыше 720p — это связано с технологией передачи DASH, которую использует ютьюб. Решение данной проблемы покажем в следующем посте.

На картинке мы показали как отфильтровать потоки с прогрессивной передачей и выбрать из полученного списка с максимальным доступным разрешением до 720p.

Для загрузки выбранного потока используем функцию download(), в функцию можно передать в качестве параметров путь до директории для сохранения и имя файла.

#youtube

Функция reduce

Модуль functools позволяет хорошо раскрыть функциональные возможности Python. Например, в functools есть интересная функция reduce, которая позволяет «сжимать» данные, применяя последовательно функцию и запоминая результат.

Таким образом, в примере выше reduce умножает 1 на 2, затем результат этого умножения на 3 и так далее.

#функции #reduce

Время исполнения программы

Зачастую требуется замерить время исполнения кода, чтобы понять, насколько оптимальное решение было выбрано.

Как вариант, можно воспользоваться функцией time из модуля time, которая возвращает текущее время в формате Unix.

Перед исполнением нашего кода сохраним начальное время, а после — конечное. Путем вычета первого из второго и получим время исполнения программы.

Использование time.time() — не самый точный и лучший вариант, но, например, для быстрого сравнения двух разных частей кода подходит хорошо.

#time