PythonのTIPS

datetimeで扱うことのできる時刻形式データを作成する

• datetime.dateを使う（日付のみを扱う場合）

  from datetime import date
  time = date(年, 月, 日)
  

  年、月、日は整数で与える


• datetime.datetimeを使う（日付と時刻を扱う場合）

  from datetime import datetime
  time = datetime(年, 月, 日, 時, 分, 秒)
  

  年、月、日、時、分、秒は整数で与える


• 現在時刻を与える場合（ローカルタイム）

  from datetime import datetime
  time = datetime.now()
  

  システム時刻をローカルタイムで取得


• 現在時刻を与える場合（UTC）

  from datetime import datetime
  time = datetime.utcnow() 
  

  システム時刻をUTCで取得


• pandas.to_datetimeを使う（文字列から日付と時刻に変換）

  import pandas as pd
  time = pd.to_datetime("年-月-日 時:分:秒") # ISO形式の場合
  

  例えば、"2021-09-04 12:00:00"のような形式
  
  次のように、"20210904120000"のような数字の羅列でもよい

  time = pd.to_datetime("年月日時分秒")
  

時刻形式データ.取り出したい要素

• datetime.dateの場合

  from datetime import date
  time = date(2021, 9, 4)
  print(time.year)
  print(time.moth)
  print(time.day)
  

  time.yearで2021、time.monthで9、time.dayで4が整数値で返される
  時、分、秒を表示しようとするとエラーになる


• datetime.datetimeの場合

  from datetime import datetime
  time = datetime(2021, 9, 4, 12, 30, 0)
  print(time.year)
  print(time.moth)
  print(time.day)
  print(time.hour)
  print(time.minute)
  print(time.second)
  

  time.yearで2021、time.monthで9、time.dayで4、time.hourで12、time.minuteで30、time.secondで0が整数値で返される
  pandas.to_datetimeの場合も挙動は同じ

datetime.strftimeを使う

• 年/月/日

  from datetime import datetime
  time = datetime(2021, 9, 4, 12, 30, 0)
  print(time.strftime("%Y/%m/%d"))
  

  "2021/09/04"の文字列が表示される
  時刻表記の書式については時刻表記に用いられる書式指定子一覧参照


• 年/月/日 時:分:秒

  from datetime import datetime
  time = datetime(2021, 9, 4, 12, 30, 0)
  print(time.strftime("%Y/%m/%d %H:%M:%S"))
  

  "2021/09/04 12:30:00" の文字列が表示される


• ISOフォーマット

  from datetime import datetime
  time = datetime(2021, 9, 4, 12, 30, 0)
  print(time.isoformat())
  

  "2021-09-04T12:30:00" の文字列が表示される
  詳細はISOフォーマットで表示する参照

datetime.timedeltaを使うことで時刻形式データの演算を行うことができる

• datetime.datetimeで作成したものを利用

  from datetime import datetime, timedelta
  time = datetime(2021, 9, 4, 12, 0, 0)
  time_new = time + timedelta(hours=12)
  

  9/4 12時から12時間後の9/5 0時になる


• 日単位での演算も可能

  from datetime import datetime, timedelta
  time = datetime(2021, 9, 4, 12, 0, 0)
  time_new = time + timedelta(days=2)
  

  9/4 12時から2日後の9/6 12時になる


• 減算することもできる

  from datetime import datetime, timedelta
  time = datetime(2021, 9, 4, 12, 0, 0)
  time_new = time - timedelta(days=2)
  

  9/4 12時から2日前の9/2 12時になる


• pandas.to_datetimeで作成したものを利用

  import pandas as pd
  from datetime import timedelta
  time = pd.to_datetime("20210904120000")
  time_new = time + timedelta(hours=12)
  

  datetimeで作成した場合と同様に演算可能

datetime.timedeltaでは、1ヶ月後、1年後などを指定するとエラーになる
dateutil.relativedeltaを使うと加算・減算が可能

• 1ヶ月後の計算

  from datetime import datetime
  from dateutil.relativedelta import relativedelta
  time_cur = datetime(2021, 9, 4, 12, 0, 0)
  time_new = time_cur + relativedelta(months=1)
  

  9/4 12時から1ヶ月後の10/4 12時になる


• 1年後の計算

  from datetime import datetime
  from dateutil.relativedelta import relativedelta
  time_cur = datetime(2021, 9, 4, 12, 0, 0)
  time_new = time_cur + relativedelta(years=1)
  

  2021/9/4 12時から1年後の2022/9/4 12時になる


• 閏年をまたいだ場合

  from datetime import datetime
  from dateutil.relativedelta import relativedelta
  time_cur = datetime(2021, 9, 4, 12, 0, 0)
  time_new = time_cur + relativedelta(years=4)
  

  閏年をまたいでも、4年後の同じ日の2025/9/4 12時になる

dateutil.relativedeltaの１ヶ月後の計算を応用して月末の日を計算する

from datetime import datetime
from dateutil.relativedelta import relativedelta
time_cur = datetime(2021, 8, 1, 0, 0, 0)
time_new = time_cur + relativedelta(months=1) - relativedelta(days=1)
print(time_new)

2021-08-31 00:00:00が表示される
この計算では月初を指定しないといけないので、time_curがいつでも月末の日を計算できるように変更する

time_cur = datetime.now()
time_new = time_cur.replace(day=1) + relativedelta(months=1) - relativedelta(days=1)
print(time_new.strftime('%Y-%m-%d'))

今月の月末の日が表示される

datetimeの演算を利用する

from datetime import datetime
doy = (datetime(2021, 6, 21) - datetime(2021, 1, 1)).days
print(doy)

171が表示される（1/1が0、1/2が1、、、で計算されたもの）

datetime.utcnowで取得した現在時刻を書き換える

from datetime import datetime
time = datetime.utcnow().replace(hour=0, minute=0, second=0, microsecond=0)

時、分、行、マイクロ秒を全て0に書き換え当日の00UTCにする

当日の00UTCを取得する場合と同様に、datetime.utcnowで取得した現在時刻を書き換える

from datetime import datetime
time = datetime.utcnow().replace(month=1, day=1, hour=0, minute=0, second=0, microsecond=0)

月を1月、日を1日とし、時、分、行、マイクロ秒を全て0に書き換え年初の00UTCにする

datetime.datetimeのisoformatメソッドを利用する

• デフォルトのISO date表示

  from datetime import datetime
  dt = datetime(2022, 3, 8, 12, 31, 12)
  print(dt.isoformat())
  print(type(dt.isoformat()))
  出力：
  2022-03-08T12:31:12（デフォルトでは日付と時刻の間にTが入り、秒まで）
  <class 'str'>（文字型に変換されている）
  



• 日付と時刻の間を空白にする

  from datetime import datetime
  dt = datetime(2022, 3, 8, 12, 31, 12)
  print(dt.isoformat(' '))
  出力：
  2022-03-08 12:31:12
  



• ミリ秒まで表示する

  from datetime import datetime
  dt = datetime(2022, 3, 8, 12, 31, 12)
  print(dt.isoformat(timespec='milliseconds'))
  出力：
  2022-03-08T12:31:12.000
  



• 日付と時刻の間を空白、ミリ秒まで表示

  from datetime import datetime
  dt = datetime(2022, 3, 8, 12, 31, 12)
  print(dt.isoformat(sep=' ', timespec='milliseconds'))
  出力：
  2022-03-08 12:31:12.000
  

  sepオプションは省略可能


• マイクロ秒まで表示する

  from datetime import datetime
  dt = datetime(2022, 3, 8, 12, 31, 12, 30)
  print(dt.isoformat(timespec='microseconds'))
  出力：
  2022-03-08T12:31:12.000030
  

  datetimeの7番目の引数にマイクロ秒を与えることができる


• 分まで表示する

  from datetime import datetime
  dt = datetime(2022, 3, 8, 12, 31, 12)
  print(dt.isoformat(timespec='minutes'))
  出力：
  2022-03-08T12:31
  

多重ループは遅くなるので時刻変数は1つのみとし、timedeltaを足して時刻を進める

• time_staからtime_endまで

  from datetime import datetime, timedelta
  time_sta = datetime(2022, 9, 1, 0, 30, 0) # 開始時刻（2022/09/01 00:30:00）
  time_end = datetime(2022, 9, 2, 12, 30, 0) # 終了時刻（2022/09/02 12:30:00）
  time_step = timedelta(hours=1) # 時刻を進める間隔（1時間）
  time_now = time_sta
  while True:
      if time_now <= time_end:
          latest_time = time_now.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")
          print(latest_time)
      else:
          break # time_endを超えたら終了
      # time_step分時刻を進める
      time_now = time_now + time_step
  

  ＊1日刻みにしたい場合には、time_step = timedelta(days=1)
  ＊1ヶ月で刻みたい場合には、dateutil.relativedeltaをimportしてtime_stepを設定する

  from dateutil.relativedelta import relativedelta
  time_step = timedelta(months=1)
  

開始時刻（1970-01-01 00:00:00）からの差を1日で割った余りを求める

• Pandasの場合

  import pandas as pd
  base_time = pd.Timestamp(0)
  time = (df_time - base_time) % pd.Timedelta(1, 'D')
  

  ＊df_timeはPandasのSeriesで時刻情報が入っている場合


• Numpyの場合

  import numpy as np
  base_time = np.datetime64(0, 'ns')
  time = (df_time.to_numpy() - base_time) % np.timedelta64(1, 'D')
  

  ＊df_timeはPandasのSeriesかDataFrame

os.path.joinを使う

import os
dir1 = "dir_name1"
dir2 = "dir_name2"
dir_path = os.path.join(dir1, dir2)

dir_pathには、UNIX環境ではdir_name1/dir_name2が入る
UNIX環境では/、Windows環境では¥が設定されるので、OSに依存しないコードが書ける

os.path.existsを使う

import os
os.path.exists("ディレクトリ、ファイルのパス")

存在すればTrueが返る

• ディレクトリが存在するか確認する

  os.path.isdir("ディレクトリのパス")
  

  ディレクトリが存在する場合はTrue


• ファイルが存在するか確認する

  os.path.isfile("ファイルのパス")
  

  ファイルが存在する場合はTrue


• リンクを確認する

  os.path.islink("ディレクトリ、ファイルのパス")
  

  存在するリンクの場合はTrue

os.listdirを使うと、ディレクトリ内のファイル、サブディレクトリ一覧を取得できる

• 現在のディレクトリ内の一覧を表示する

  import os
  print(os.listdir("."))
  



• ディレクトリ内のファイル一覧を取得し、パスを表示

  import os
  input_dir = "ディレクトリのパス"
  files = os.listdir(input_dir) # この時点ではサブディレクトリも含まれる
  for f in [f for f in files if os.path.isfile(f)]:
      print(os.path.join(input_dir, f))
  

  ファイルの場合にTrueを返すos.path.isfile()を使った

glob.glob関数を使うと、UNIXライクなワイルドカードで一致するファイル、ディレクトリを取得できる

import glob
files = glob.glob("ワイルドカードを含む記述")

直下のtest1/*.txtをリストにする

import glob
files = glob.glob("test1/*.txt")

os.chownを使う

import os
os.chown("ディレクトリ、ファイル名", uid, gid)

＊指定されたuid、gid（整数型）に変更する
＊いずれかを変更しない場合には、-1を指定する

• dir01のGIDを5000に変更する

  os.chown("dir01", -1, 5000)
  

  実行するユーザが変更前・変更後の両方のグループに所属していない場合はエラー


• dir01/file01.txtのUIDを1040に変更する

  os.chown("dir01/file01.txt", 1040, -1)
  

  所有者を変更できるのはroot権限で実行した場合のみ
  

os.chmodを使う

• file01を誰でも読み込み可能にする（所有者は書き込みも可能）

  os.chmod("file01", 0o644)
  

  ＊0644でも有効な場合もあるがエラーが出る場合は、この記述を使う


• file01を誰でも読み込み実行可能にする（所有者は書き込みも可能）

  os.chmod("file01", 0o755)
  



• dir01を誰でも読み込み実行可能にする（所有者は書き込みも可能）

  os.chmod("dir01", 0o755)
  

  ＊ディレクトリの場合、実行可能権限がないとディレクトリ内にアクセスできないことに注意（ディレクトリ内のリストを表示するには、読み込み権限が必要）

os.makedirsを使う

import os
os.makedirs("ディレクトリのパス")

＊mkdir -p同様に、存在しない場合には親ディレクトリも作成する

os.removeを使う

import os
os.remove("削除するディレクトリ、ファイルのパス")

＊ディレクトリの場合、rm -r ディレクトリのパス と同じ動作をする（ディレクトリごと削除）

os.symlinkを使う

import os
os.symlink("リンク元のパス", "リンク先のパス")

shutilを使う

• 例：コピーする場合

  import shutil
  shutil.copy("コピー元のパス", "コピー先のパス")
  

• 例：移動する場合

  import shutil
  shutil.move("移動元のパス", "移動先のパス")
  

os.chdirを使う

import os
os.chdir("移動先のパス")

os.environ.getを使う

• 例：カレントディレクトリを取得する

  import os
  cur = os.environ.get('PWD')
  

  カレントディレクトリは次の方法でも取得可能

  cur = os.getcwd()



• 例：LANGの取得

  import os
  lang = os.environ.get('LANG', "C")
  

  取得できなかった場合は英語表記（C）に設定

os.environを使う

• 例：rsyncに用いるコマンド設定（RSYNC_RSH）

  import os
  os.environ['RSYNC_RSH'] = 'rsh'
  

  rshに設定される


• 例：セキュリティ上好ましくないのでsshに変更する

  import os
  os.environ['RSYNC_RSH'] = 'ssh'
  

  sshに上書きされる

sys.path.appendを使う

• 例：親ディレクトリをパスに追加する

  import sys
  sys.path.append('../')
  

• 例：os.pardirを使う方法

  import sys
  import os
  sys.path.append(os.pardir)
  

• 例：環境変数に追加する（bash）

  % export PYTHONPATH=設定したいパス:${PYTHONPATH}

• 例：環境変数に追加する（python）

  import os
  os.environ['PYTHONPATH'] = '設定したいパス'
  

shutil.whichを使う

import shutil
shutil.which("コマンド名")

＊コマンドにパスが通っていれば、パスが表示される。

パスが通っていない場合の処理を指定する場合

import shutil
if shutil.which("コマンド名") is None:
    print("Not Found: コマンド名")

＊パスが通っていない場合Noneを返すのを利用する

文字列のメソッドを利用する

• 全て小文字にする

  "ABc".lower()
  出力：abc



• 全て大文字にする

  "aBc".upper()
  出力：ABC



• 大文字と小文字を逆にする

  "aBc".swapcase()
  出力：AbC



• 先頭のみ大文字にする

  "aBc".capitalize()
  出力：Abc



• 単語の先頭を大文字にする

  "the abc".title()
  出力：The Abc

文字列のメソッドを利用する

• 改行コード（LF）を取り除く

  "文字列".replace('\n', '')

• 改行コードを取り除く（rstrip使用）

  "文字列".rstrip()

  末尾の文字が取り除かれる


• 両端（先頭、末尾）の文字を取り除く

  "文字列".strip()

  改行記号の他に先頭の空白なども取り除きたい場合


• タブを取り除く場合

  "文字列".replace('\t', '')

• 機種依存なく改行コードを取り除く

  "".join("文字列".splitlines())

  splitlinesでLFもCRLFも分割し、joinで結合する


• 改行コードをLFに置き換える

  "¥n".join("文字列".splitlines())

• 読み取った文章から全ての改行記号を取り除く

  with open(file_name) as f:
      words = f.readlines()
  res = [line.rstrip() for line in words]

  resには行毎のリストが入る


• 検索した文字列が含まれる行のみリストに

  with open(file_name) as f:
      words = f.readlines()
  res = [line.rstrip() for line in words if '文字列' in line]

文字列が"true"、"t"、"yes"、"1"のいずれかの場合にTrueとする。大文字・小文字を区別しないようにするため、lower()で小文字に変換している

b = "文字列".lower() in ["true", "t", "yes", "1"]

bにはTrueかFalseが入っている

• 真偽値

allを用いる

print(all([True, True, True]))
出力：True
print(all([True, True, False]))
出力：False

＊全てTrueの時のみTrueが表示される
＊allの引数には、リスト、タプル、集合が使用可能
参考：Pythonの組み込み関数all(), any()の使い方

anyを用いる

print(any([True, False, False]))
出力：True
print(any([False, False, False]))
出力：False

＊１つでもTrueが含まれていればTrueが表示される
＊allの引数には、リスト、タプル、集合が使用可能

not anyを用いる

print(not any([False, False, False]))
出力：True
print(not any([False, False, True]))
出力：False

＊anyの否定を取ることで、全ての要素がFalseの場合を判定できる
＊allの引数には、リスト、タプル、集合が使用可能

isinstence関数を用いる

isinstance(object, classinfo) 

1番目の引数のオブジェクトが、2番目の引数で指定したデータ型のオブジェクトかサブクラスのオブジェクトの場合にTrueとなる

• 整数型か判断する

  isinstance(1, int) 
  出力：True
  

• 文字列型か判断する

  isinstance(1, str) 
  出力：False
  isinstance("1", str) 
  出力：True
  

• 整数か浮動小数点数のどちらかとの一致を判断する

  isinstance(1, (int, float)) 
  出力：True
  isinstance(1.5, (int, float)) 
  出力：True
  isinstance("1.5", (int, float)) 
  出力：False
  

• bool型の場合

  isinstance(True, int)
  出力：True
  

  isinstance(False, int)
  出力：True
  

  isinstance(True, bool)
  出力：True
  

  isinstance(False, bool)
  出力：True
  

要素を順番に並べたもので中身を変更・追加・削除可能。要素の型はまちまちでも良く、リストの要素に文字列、整数、実数などの他、リストやタプル、Numpyの配列などオブジェクトは何でも入れられる。

リストを作成する場合、次のように記述する

list_a = [1, 2, 4, 'a', 'b', 'c']

要素が空のリストも作成可能

list_a = []
list_b = list()

リストの要素番号を指定して値を置き換えることが可能

list_a[1] = 3
print(list_a)
出力：[1, 3, 4, 'a', 'b', 'c']

リストの.appendを使う

list_a.append(5)
print(list_a)
出力：[1, 3, 4, 'a', 'b', 'c', 5]

リストの.extendを使う

list_a = [1, 2, 4, 'a', 'b', 'c']
list_b = [5, 7, 10, 'd', 'e', 'f']
list_a.extend(list_b)
print(list_a)
出力：[1, 2, 4, 'a', 'b', 'c', 5, 7, 10, 'd', 'e', 'f']

＊extendではなくappendを使うと、リストの中にリストが入る

list_a = [1, 2, 4, 'a', 'b', 'c']
list_b = [5, 7, 10, 'd', 'e', 'f']
list_a.append(list_b)
print(list_a)
出力：[1, 2, 4, 'a', 'b', 'c', [5, 7, 10, 'd', 'e', 'f']]

リストの要素を個別にstrに変換する場合

new_list_a = [str(x) for x in list_a]

例えば元のlist_aに数値のリストが入っている場合など

• 1〜100までの数字

  numbers = np.arange(1, 101)
  num_list = [l for l in numbers]
  

  numbersに含まれるlを順にリストに追加


• 3で割って1余る数のリスト（1〜100まで）

  numbers = np.arange(1, 101)
  num_list = [l for l in numbers if l % 3 == 1]
  

  後ろの条件式を満たした場合のみリストに追加される

リストのように要素を順番に並べたものであるが、一度作成されたものは変更できない。要素の型はまちまちでも良く、タプルの要素に文字列、整数、実数などの他、リストやタプル、Numpyの配列などオブジェクトは何でも入れられる。

タプルを作成する場合、次のように記述する

tup_a = (1, 2, 'a')
print(tup_a)
出力：(1, 2, 'a')

要素が1の場合、次のような記述ではタプルにならないので注意

tup_a = (1)
print(type(tup_a))
出力：<class 'int'>

要素が1の場合、正しくは次のようにカンマを付けて記述する

tup_a = (1, )
print(type(tup_a))
出力：<class 'tuple'>

集合を作成する場合は、set()か{}を用いる。

set_a = set("abc")
print(set_a)

＊{'a', 'b', 'c'}が表示される

集合同士の演算が可能

set_a = set("abc") # {'a', 'b', 'c'}
set_b = set("cde") # {'c', 'e', 'd'}
print(set_a & set_b) # and演算
出力；{'c'}
print(set_a | set_b) # or演算
出力：{'b', 'c', 'e', 'd', 'a'}
print(set_b - set_a) # 集合の差
出力： {'e', 'd'}
print(set_a - set_b) # 集合の差
出力： {'b', 'a'}

キーと値のセットを順番に並べたもので、中身を変更・追加・削除可能。キーは文字型。値の型はまちまちでも良く、文字列、整数、実数などの他、リストやタプル、Numpyの配列などオブジェクトは何でも入れられる。

辞書を作成する場合、次のように記述する

dict_a = {'a': 'value_a', 'b': 'value_b'}

要素が空の辞書も作成可能

dict_a = dict()

＊dict_a = {}でも空の辞書になるが、集合と紛らわしい

dictを使って辞書を作成する場合、次のように記述

dict_a = dict(a = 'value_a', b = 'value_b')

新しいキーと値のペアを追加する

dict_a = {'a': 'value_a', 'b': 'value_b'}
dict_a['c'] = 'value_c'
print(dict_a)
出力：{'a': 'value_a', 'b': 'value_b', 'c': 'value_c'}

既に存在しているキーを使用すると、値が更新される

dict_a['c'] = 'value_c2'
print(dict_a)
出力：{'a': 'value_a', 'b': 'value_b', 'c': 'value_c2'}

辞書dict_aとdict_bを結合する場合

dict_a = {'a': 'value_a', 'b': 'value_b'}
dict_b = {'c': 'value_c', 'd': 'value_d'}
dict_c = {**dict_a, **dict_b}
print(dict_c)
出力：{'a': 'value_a', 'b': 'value_b', 'c': 'value_c', 'd': 'value_d'}

Webページのコンテンツのある場所で以下のコマンドを実行する。

% python3 -m http.server 8000

ブラウザから次のようにアクセスする。

http://localhost:8000

＊テスト環境での使用を想定しており、公開サーバとはすべきではない

urllib.requestを用いる

import urllib.request
urllib.request.urlretrieve("URL", "保存するファイルのパス")

再帰関数を用いる

import urllib.request
def download(cnt=2):
    if cnt <= 0:
        raise RecursionError('maximum recursion count exceeded')
    try:
        urllib.request.urlretrieve("URL", "保存するファイルのパス")
    except OSError:
        time.sleep(10.0)  # 10秒間待つ
        download(cnt=cnt - 1)  # cntを減らして再帰

次のように[セクション]で区切られ、各セクションに複数のキーと値のペアが配置されている。

[Default]
SHELL = /bin/bash
TERM = xterm-256color
LANG = ja_JP.UTF-8

[filenames]
InputFileName = input.txt
OutputFileName = output.txt

設定ファイルをconfig.iniとして保存したものを読み込む例。

import configparser
config = configparser.ConfigParser()
config.read("config.ini")

• セクションを表示する場合

  print(config.sections())

  出力：['Default', 'filenames']
  ＊キーは大文字、小文字を区別する


• キーに対応する値を表示する場合

  print(config["Default"]["SHELL"])

  出力：/bin/bash


• 小文字にした場合

  print(config["Default"]["shell"])

  出力：/bin/bash
  ＊キーは大文字、小文字を区別しない


• セクション内のキーを全て表示する

  for key in config["Default"]:
      print(key)
  

  出力：

  shell
  term
  lang
  



• セクション内のキー、値のペアを全て表示する

  for key in config["Default"]:
      print(key)
  

  出力：

  shell /bin/bash
  term xterm-256color
  lang ja_JP.UTF-8
  

設定ファイルをconfig.iniとして出力するmkconfig.pyを作成する。

#!/usr/bin/env python3
import configparser
config = configparser.ConfigParser()

config['Default'] = {
    'SHELL': '/bin/bash',
    'TERM': 'xterm-256color',
    'LANG': 'ja_JP.UTF-8'
}

config['filenames'] = {
    'InputFileName': 'input.txt',
    'OutputFileName': 'output.txt'
}

# 書き出し
with open('config.ini', 'w') as f:
    config.write(f)

＊出力されたファイルでは、次のようにキーが全て小文字となる。

[Default]
shell = /bin/bash
term = xterm-256color
lang = ja_JP.UTF-8

[filenames]
inputfilename = input.txt
outputfilename = output.txt

すべての例外は BaseException（例外の基底クラス）から派生するが、BaseExceptionはユーザのコードでは使用しない
コード中で例外を検出、生成する場合には、Exceptionから派生した組み込み例外を用いる
例えば、モジュールのロードで問題が発生した場合には、ImportError、ファイルが存在しない、ディスク容量超過などシステム関連のエラーは OSError、など
詳細については、組み込み例外参照

OSErrorの場合

try:
    処理内容（ファイルを開けるなど）
except OSError as e:
    raise OSError(e)

OSErrorの内容を表示する
exceptのみでも動作するが、PEP8では組み込み例外の名前を記載することになっている（except Exceptionは許容）

スクリプトの最上位で例外を補足し、終了コードを返す場合

if __name__ == "__main__":
    try:
        main()
    except Exception:
        raise SystemExit(-1)
    raise SystemExit(0)

main関数が正常終了した場合は0、異常終了した場合は-1を返す

subprocessの終了コードを判定する

com_list = ['コマンド', 'オプション1', 'オプション2', ...]
try:
    res = subprocess.run(com_list,
          stdout=subprocess.PIPE,
        stderr=subprocess.PIPE)
except Exception:
    exception = sys.exc_info()[1]
    raise Exception(exception)
if res.returncode != 0:
    raise Exception(Abort with return code ' + str(res.returncode))

subprocess.runを使う

import subprocess
subprocess.run("コマンド", "引数1", "引数2", ...)

subprocess.runでshell=Trueとする

import subprocess
subprocess.run("コマンド 引数1 引数2", shell=True)

パイプも使用可能

subprocess.run("コマンド1 引数1 引数2 | コマンド2", shell=True)

＊shell=Trueでは、実行者の権限で任意のシェルコマンドを実行できてしまうので、使用は最小限に抑え、外部からの任意の入力を渡すことは避ける

subprocess.runの戻り値を利用する

import subprocess
res = subprocess.run("コマンド", "引数1", "引数2", ..., stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE)
print(res.stdout.decode("utf-8")) # 標準出力の表示
print(res.stderr.decode("utf-8")) # 標準エラー出力の表示
print(str(res.returncode)) # 終了ステータスの表示

＊pyton3標準のUTF-8への変換を行なっている

pyqrcodeを使う（pngで書き出す際はpypngも必要）。MacPortsの場合には、

% sudo port install py312-pypng py312-pyqrcode

py312の部分はpythonのバージョンに合わせて変更する。次のようにQRコードを生成する。

import pyqrcode
# QRコード生成
code = pyqrcode.create("URLやメールアドレスなど", error='L', version=3, mode='binary')
# pngで保存
code.png("ファイル名.png", scale=5, module_color=[0, 0, 0, 128], background=[255, 255, 255])

base64を使う。MacPortsの場合には、

% sudo port install base64

次のように文字列をbase64に変換する。

import base64
enc = base64.b64encode('文字列')

DIASで提供されているJRA-3Q（doi:10.20783/DIAS.645）のダウンロードスクリプトに適用する場合

• 気圧面データ（1.25°×1.25°）の場合（変数毎に別ファイル）

  import base64
  from datetime import datetime, timedelta
  
  base_url = 'https://data.diasjp.net/dl/storages/downloadCmd/'
  prefix = 'anl_p125'
  time_str = datetime(2024, 1, 1, 0, 0, 0) # 開始時刻
  time_end = datetime(2024, 1, 31, 18, 0, 0) # 終了時刻
  time_step = timedelta(hours=6) # 6時間毎
  for var in ['ugrd', 'vgrd', 'depr', 'hgt', 'rh', 'spfh', 'vvel', 'relv', 'reld', 'vpot', 'strm']:
      ofirst = True
      time = time_str
      time_bef = time_str - time_step
      while True:
          if time > time_end:
               break
          if time.month != time_bef.month or ofirst: # 月に1度実行
              YYMM = time.strftime('%Y%m') # YYMM形式
              dir_path = '/JRA3Q/Hist/Daily/' + prefix + '/' + YYMM + '/'
              file_name0 = prefix + '_' + var + '_L42.' + YYMM + '.ctl'
              file_name1 = prefix + '_' + var + '_L42.' + YYMM + '.idx'
              for file_name in [file_name0, file_name1]:
                  dir_file = dir_path + file_name
                  enc = base64.b64encode(dir_file) # base64エンコード
                  access.dl(base_url + enc, dir_path, file_name) # ダウンロード（DIASのコード参照）
          # 6時間毎のデータのダウンロード
          ftime = time.strftime('%Y%m%d%H')
          file_name = prefix + '_' + var + '.' + ftime
          dir_file = dir_path + file_name
          enc = base64.b64encode(dir_file) # base64エンコード
          access.dl(base_url + enc, dir_path, file_name) # ダウンロード（DIASのコード参照）
          time_bef = time
          time = time + time_step
          if ofirst:
              ofirst = False
  

  ＊DIASで取得できるスクリプトに上記のコードを追記する


• 表面データ（1.25°×1.25°）の場合（変数別のファイルなし）

  import base64
  from datetime import datetime, timedelta
  
  base_url = 'https://data.diasjp.net/dl/storages/downloadCmd/'
  prefix = 'anl_surf125'
  time_str = datetime(2024, 1, 1, 0, 0, 0) # 開始時刻
  time_end = datetime(2024, 1, 31, 18, 0, 0) # 終了時刻
  time_step = timedelta(hours=6) # 6時間毎
  ofirst = True
  time = time_str
  time_bef = time_str - time_step
  while True:
      if time > time_end:
           break
      if time.month != time_bef.month or ofirst: # 月に1度実行
          YYMM = time.strftime('%Y%m') # YYMM形式
          dir_path = '/JRA3Q/Hist/Daily/' + prefix + '/' + YYMM + '/'
          file_name0 = prefix + '.' + YYMM + '.ctl'
          file_name1 = prefix + '.' + YYMM + '.idx'
          for file_name in [file_name0, file_name1]:
              dir_file = dir_path + file_name
              enc = base64.b64encode(dir_file) # base64エンコード
              access.dl(base_url + enc, dir_path, file_name) # ダウンロード（DIASのコード参照）
      # 6時間毎のデータのダウンロード
      ftime = time.strftime('%Y%m%d%H')
      file_name = prefix + '.' + ftime
      dir_file = dir_path + file_name
      enc = base64.b64encode(dir_file) # base64エンコード
      access.dl(base_url + enc, dir_path, file_name) # ダウンロード（DIASのコード参照）
      time_bef = time
      time = time + time_step
      if ofirst:
          ofirst = False