Automate the Boring Stuff with Python Practical Programming for Total Beginners (Al Sweigart) (z-library.sk, 1lib.sk, z-lib.sk)

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P R A C T I C A L P R O G R A M M I N G F O R T O T A L B E G I N N E R S A L S W E I G A R T A U T O M A T E T H E B O R I N G S T U F F W I T H P Y T H O N SHELVE IN: PROGRAM M ING LANGUAGES/ PYTHON $29.95 ($34.95 CDN) www.nostarch.com TH E F I N EST I N G E E K E NTE RTA I N M E NT ™ If you’ve ever spent hours renaming files or updating hundreds of spreadsheet cells, you know how tedious tasks like these can be. But what if you could have your computer do them for you? minutes what would take you hours to do by hand— learn how to use Python to write programs that do in In Automate the Boring Stuff with Python, you’ll no prior programming experience required. Once create Python programs that effortlessly perform useful and impressive feats of automation to: “ I L I E F LAT .” Th is book uses a durab le b ind ing that won’t snap shut. you’ve mastered the basics of programming, you’ll • Search for text in a file or across multiple files • Create, update, move, and rename files and folders • Search the Web and download online content • Update and format data in Excel spreadsheets of any size Don’t spend your time doing work a well-trained monkey could do. Even if you’ve never written a line • Send reminder emails and text notifications • Fill out online forms Step-by-step instructions walk you through each program, and practice projects at the end of each chapter challenge you to improve those programs and use your newfound skills to automate similar tasks. • Split, merge, watermark, and encrypt PDFs G E T S T U F F D O N E . L E A R N P Y T H O N . C O V E R S P Y T H O N 3 of code, you can make your computer do the grunt work. Learn how in Automate the Boring Stuff with Python. Python books for beginners, including Hacking Secret A B O U T T H E A U T H O R Al Sweigart is a software developer and teaches pro- gramming to kids and adults. He has written several Ciphers with Python, Invent Your Own Computer Games with Python, and Making Games with Python & Pygame. A U T O M A T E T H E B O R IN G S T U F F W IT H P Y T H O N A U T O M A T E T H E B O R IN G S T U F F W IT H P Y T H O N S W E IG A R T SFI-00000

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AutomAte the Boring Stuff with Python

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A u t o m A t e t h e B o r i n g S t u f f w i t h P y t h o n P r a c t i c a l P r o g r a m m i n g f o r t o t a l B e g i n n e r s by Al Sweigart San Francisco

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AutomAte the Boring Stuff with Python. Copyright © 2015 by Al Sweigart. All rights reserved. No part of this work may be reproduced or transmitted in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, recording, or by any information storage or retrieval system, without the prior written permission of the copyright owner and the publisher. Printed in USA Second printing 19 18 17 16 15 2 3 4 5 6 7 8 9 ISBN-10: 1-59327-599-4 ISBN-13: 978-1-59327-599-0 Publisher: William Pollock Production Editor: Laurel Chun Cover Illustration: Josh Ellingson Interior Design: Octopod Studios Developmental Editors: Jennifer Griffith-Delgado, Greg Poulos, and Leslie Shen Technical Reviewer: Ari Lacenski Copyeditor: Kim Wimpsett Compositor: Susan Glinert Stevens Proofreader: Lisa Devoto Farrell Indexer: BIM Indexing and Proofreading Services For information on distribution, translations, or bulk sales, please contact No Starch Press, Inc. directly: No Starch Press, Inc. 245 8th Street, San Francisco, CA 94103 phone: 415.863.9900; info@nostarch.com www.nostarch.com Library of Congress Control Number: 2014953114 No Starch Press and the No Starch Press logo are registered trademarks of No Starch Press, Inc. Other product and company names mentioned herein may be the trademarks of their respective owners. Rather than use a trademark symbol with every occurrence of a trademarked name, we are using the names only in an editorial fashion and to the benefit of the trademark owner, with no intention of infringement of the trademark. The information in this book is distributed on an “As Is” basis, without warranty. While every precaution has been taken in the preparation of this work, neither the author nor No Starch Press, Inc. shall have any liability to any person or entity with respect to any loss or damage caused or alleged to be caused directly or indirectly by the information contained in it. This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 United States License. To view a copy of this license, visit http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/us/ or send a letter to Creative Commons, PO Box 1866, Mountain View, CA 94042, USA. SFI-00000

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For my nephew Jack

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About the Author Al Sweigart is a software developer and tech book author living in San Francisco. Python is his favorite programming language, and he is the developer of several open source modules for it. His other books are freely available under a Creative Commons license on his website http://www .inventwithpython.com/. His cat weighs 14 pounds. About the tech reviewer Ari Lacenski is a developer of Android applications and Python software. She lives in San Francisco, where she writes about Android programming at http://gradlewhy.ghost.io/ and mentors with Women Who Code. She’s also a folk guitarist.

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B r i e f C o n t e n t S Acknowledgments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxiii Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 PArt I: Python ProgrAmmIng BASIcS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Chapter 1: Python Basics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Chapter 2: Flow Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Chapter 3: Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Chapter 4: Lists . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 Chapter 5: Dictionaries and Structuring Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 Chapter 6: Manipulating Strings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 PArt II: AutomAtIng tASkS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 Chapter 7: Pattern Matching with Regular Expressions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 Chapter 8: Reading and Writing Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 Chapter 9: Organizing Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197 Chapter 10: Debugging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 Chapter 11: Web Scraping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 Chapter 12: Working with Excel Spreadsheets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265 Chapter 13: Working with PDF and Word Documents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295 Chapter 14: Working with CSV Files and JSON Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319 Chapter 15: Keeping Time, Scheduling Tasks, and Launching Programs . . . . . . . . . . . . . . 335 Chapter 16: Sending Email and Text Messages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361 Chapter 17: Manipulating Images . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387 Chapter 18: Controlling the Keyboard and Mouse with GUI Automation . . . . . . . . . . . . . 413

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Appendix A: Installing Third-Party Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441 Appendix B: Running Programs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443 Appendix C: Answers to the Practice Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447 Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461

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C o n t e n t S i n D e t A i l AcknowledgmentS xxiii introduction 1 Whom Is This Book For? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 What Is Programming? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 What Is Python? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Programmers Don’t Need to Know Much Math . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Programming Is a Creative Activity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 About This Book . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Downloading and Installing Python . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Starting IDLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 The Interactive Shell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 How to Find Help . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Asking Smart Programming Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 PArt i: Python ProgrAmming BASicS 11 1 Python BASicS 13 Entering Expressions into the Interactive Shell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 The Integer, Floating-Point, and String Data Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 String Concatenation and Replication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Storing Values in Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Assignment Statements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Variable Names . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Your First Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Dissecting Your Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Comments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 The print() Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 The input() Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Printing the User’s Name . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 The len() Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 The str(), int(), and float() Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Practice Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 2 flow control 31 Boolean Values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Comparison Operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Boolean Operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

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x Contents in Detail Binary Boolean Operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 The not Operator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Mixing Boolean and Comparison Operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Elements of Flow Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Blocks of Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Program Execution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Flow Control Statements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 if Statements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 else Statements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 elif Statements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 while Loop Statements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 break Statements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 continue Statements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 for Loops and the range() Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Importing Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 from import Statements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Ending a Program Early with sys .exit() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Practice Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 3 functionS 61 def Statements with Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Return Values and return Statements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 The None Value . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 Keyword Arguments and print() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 Local and Global Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 Local Variables Cannot Be Used in the Global Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 Local Scopes Cannot Use Variables in Other Local Scopes . . . . . . . . . . . . . . . 68 Global Variables Can Be Read from a Local Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 Local and Global Variables with the Same Name . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 The global Statement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Exception Handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 A Short Program: Guess the Number . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 Practice Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 Practice Projects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 The Collatz Sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 Input Validation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 4 liStS 79 The List Data Type . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 Getting Individual Values in a List with Indexes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 Negative Indexes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 Getting Sublists with Slices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 Getting a List’s Length with len() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 Changing Values in a List with Indexes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

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Contents in Detail xi List Concatenation and List Replication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 Removing Values from Lists with del Statements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 Working with Lists . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 Using for Loops with Lists . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 The in and not in Operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 The Multiple Assignment Trick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 Augmented Assignment Operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 Finding a Value in a List with the index() Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 Adding Values to Lists with the append() and insert() Methods . . . . . . . . . . . . 89 Removing Values from Lists with remove() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 Sorting the Values in a List with the sort() Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 Example Program: Magic 8 Ball with a List . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 List-like Types: Strings and Tuples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 Mutable and Immutable Data Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 The Tuple Data Type . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 Converting Types with the list() and tuple() Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 Passing References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 The copy Module’s copy() and deepcopy() Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 Practice Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 Practice Projects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 Comma Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 Character Picture Grid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 5 dictionArieS And Structuring dAtA 105 The Dictionary Data Type . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 Dictionaries vs . Lists . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 The keys(), values(), and items() Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 Checking Whether a Key or Value Exists in a Dictionary . . . . . . . . . . . . . . . 109 The get() Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 The setdefault() Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 Pretty Printing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 Using Data Structures to Model Real-World Things . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 A Tic-Tac-Toe Board . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 Nested Dictionaries and Lists . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 Practice Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 Practice Projects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 Fantasy Game Inventory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 List to Dictionary Function for Fantasy Game Inventory . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 6 mAniPulAting StringS 123 Working with Strings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 String Literals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 Indexing and Slicing Strings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 The in and not in Operators with Strings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

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xii Contents in Detail Useful String Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 The upper(), lower(), isupper(), and islower() String Methods . . . . . . . . . . . . 128 The isX String Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 The startswith() and endswith() String Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 The join() and split() String Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 Justifying Text with rjust(), ljust(), and center() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 Removing Whitespace with strip(), rstrip(), and lstrip() . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 Copying and Pasting Strings with the pyperclip Module . . . . . . . . . . . . . . . . 135 Project: Password Locker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 Step 1: Program Design and Data Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 Step 2: Handle Command Line Arguments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 Step 3: Copy the Right Password . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 Project: Adding Bullets to Wiki Markup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 Step 1: Copy and Paste from the Clipboard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 Step 2: Separate the Lines of Text and Add the Star . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 Step 3: Join the Modified Lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 Practice Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 Practice Project . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 Table Printer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 PArt ii: AutomAting tASkS 145 7 PAttern mAtching with regulAr exPreSSionS 147 Finding Patterns of Text Without Regular Expressions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 Finding Patterns of Text with Regular Expressions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 Creating Regex Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 Matching Regex Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 Review of Regular Expression Matching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 More Pattern Matching with Regular Expressions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 Grouping with Parentheses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 Matching Multiple Groups with the Pipe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 Optional Matching with the Question Mark . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 Matching Zero or More with the Star . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 Matching One or More with the Plus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 Matching Specific Repetitions with Curly Brackets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 Greedy and Nongreedy Matching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 The findall() Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 Character Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 Making Your Own Character Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 The Caret and Dollar Sign Characters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 The Wildcard Character . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 Matching Everything with Dot-Star . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 Matching Newlines with the Dot Character . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 Review of Regex Symbols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 Case-Insensitive Matching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163

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Contents in Detail xiii Substituting Strings with the sub() Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 Managing Complex Regexes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 Combining re .IGNORECASE, re .DOTALL, and re .VERBOSE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 Project: Phone Number and Email Address Extractor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 Step 1: Create a Regex for Phone Numbers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 Step 2: Create a Regex for Email Addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 Step 3: Find All Matches in the Clipboard Text . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 Step 4: Join the Matches into a String for the Clipboard . . . . . . . . . . . . . . . . 168 Running the Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 Ideas for Similar Programs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 Practice Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 Practice Projects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 Strong Password Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 Regex Version of strip() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 8 reAding And writing fileS 173 Files and File Paths . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 Backslash on Windows and Forward Slash on OS X and Linux . . . . . . . . . . . 174 The Current Working Directory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 Absolute vs . Relative Paths . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 Creating New Folders with os .makedirs() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 The os .path Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 Handling Absolute and Relative Paths . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 Finding File Sizes and Folder Contents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 Checking Path Validity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 The File Reading/Writing Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 Opening Files with the open() Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 Reading the Contents of Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 Writing to Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 Saving Variables with the shelve Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 Saving Variables with the pprint .pformat() Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185 Project: Generating Random Quiz Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 Step 1: Store the Quiz Data in a Dictionary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 Step 2: Create the Quiz File and Shuffle the Question Order . . . . . . . . . . . . 188 Step 3: Create the Answer Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189 Step 4: Write Content to the Quiz and Answer Key Files . . . . . . . . . . . . . . . 189 Project: Multiclipboard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191 Step 1: Comments and Shelf Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192 Step 2: Save Clipboard Content with a Keyword . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192 Step 3: List Keywords and Load a Keyword’s Content . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 Practice Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 Practice Projects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 Extending the Multiclipboard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 Mad Libs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195 Regex Search . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195

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xiv Contents in Detail 9 orgAnizing fileS 197 The shutil Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 Copying Files and Folders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 Moving and Renaming Files and Folders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199 Permanently Deleting Files and Folders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200 Safe Deletes with the send2trash Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201 Walking a Directory Tree . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 Compressing Files with the zipfile Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203 Reading ZIP Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 Extracting from ZIP Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205 Creating and Adding to ZIP Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205 Project: Renaming Files with American-Style Dates to European-Style Dates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206 Step 1: Create a Regex for American-Style Dates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206 Step 2: Identify the Date Parts from the Filenames . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 Step 3: Form the New Filename and Rename the Files . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 Ideas for Similar Programs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 Project: Backing Up a Folder into a ZIP File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 Step 1: Figure Out the ZIP File’s Name . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 Step 2: Create the New ZIP File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 Step 3: Walk the Directory Tree and Add to the ZIP File . . . . . . . . . . . . . . . 211 Ideas for Similar Programs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212 Practice Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 Practice Projects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 Selective Copy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 Deleting Unneeded Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 Filling in the Gaps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 10 deBugging 215 Raising Exceptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 Getting the Traceback as a String . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217 Assertions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 Using an Assertion in a Traffic Light Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 Disabling Assertions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221 Logging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221 Using the logging Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221 Don’t Debug with print() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 Logging Levels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 Disabling Logging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 Logging to a File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 IDLE’s Debugger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 Go . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226 Step . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226 Over . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226 Out . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227

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Contents in Detail xv Quit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 Debugging a Number Adding Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 Breakpoints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 Practice Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 Practice Project . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232 Debugging Coin Toss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232 11 weB ScrAPing 233 Project: mapIt .py with the webbrowser Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234 Step 1: Figure Out the URL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234 Step 2: Handle the Command Line Arguments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 Step 3: Handle the Clipboard Content and Launch the Browser . . . . . . . . . . 236 Ideas for Similar Programs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 Downloading Files from the Web with the requests Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237 Downloading a Web Page with the requests .get() Function . . . . . . . . . . . . . 237 Checking for Errors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 Saving Downloaded Files to the Hard Drive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239 HTML . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240 Resources for Learning HTML . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240 A Quick Refresher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240 Viewing the Source HTML of a Web Page . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241 Opening Your Browser’s Developer Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242 Using the Developer Tools to Find HTML Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244 Parsing HTML with the BeautifulSoup Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245 Creating a BeautifulSoup Object from HTML . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245 Finding an Element with the select() Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246 Getting Data from an Element’s Attributes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248 Project: “I’m Feeling Lucky” Google Search . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248 Step 1: Get the Command Line Arguments and Request the Search Page . . . . 249 Step 2: Find All the Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249 Step 3: Open Web Browsers for Each Result . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 Ideas for Similar Programs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251 Project: Downloading All XKCD Comics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251 Step 1: Design the Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252 Step 2: Download the Web Page . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253 Step 3: Find and Download the Comic Image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254 Step 4: Save the Image and Find the Previous Comic . . . . . . . . . . . . . . . . . 255 Ideas for Similar Programs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256 Controlling the Browser with the selenium Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256 Starting a Selenium-Controlled Browser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256 Finding Elements on the Page . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257 Clicking the Page . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259 Filling Out and Submitting Forms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259 Sending Special Keys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260 Clicking Browser Buttons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261 More Information on Selenium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261

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xvi Contents in Detail Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261 Practice Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261 Practice Projects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262 Command Line Emailer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262 Image Site Downloader . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263 2048 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263 Link Verification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263 12 working with excel SPreAdSheetS 265 Excel Documents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266 Installing the openpyxl Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266 Reading Excel Documents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266 Opening Excel Documents with OpenPyXL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267 Getting Sheets from the Workbook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268 Getting Cells from the Sheets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268 Converting Between Column Letters and Numbers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270 Getting Rows and Columns from the Sheets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270 Workbooks, Sheets, Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272 Project: Reading Data from a Spreadsheet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272 Step 1: Read the Spreadsheet Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273 Step 2: Populate the Data Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274 Step 3: Write the Results to a File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275 Ideas for Similar Programs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276 Writing Excel Documents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 Creating and Saving Excel Documents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 Creating and Removing Sheets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278 Writing Values to Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278 Project: Updating a Spreadsheet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279 Step 1: Set Up a Data Structure with the Update Information . . . . . . . . . . . . 280 Step 2: Check All Rows and Update Incorrect Prices . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 Ideas for Similar Programs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 Setting the Font Style of Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 Font Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 Formulas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284 Adjusting Rows and Columns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285 Setting Row Height and Column Width . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285 Merging and Unmerging Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 Freeze Panes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287 Charts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290 Practice Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291 Practice Projects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291 Multiplication Table Maker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291 Blank Row Inserter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292 Spreadsheet Cell Inverter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292 Text Files to Spreadsheet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293 Spreadsheet to Text Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293

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Contents in Detail xvii 13 working with Pdf And word documentS 295 PDF Documents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295 Extracting Text from PDFs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296 Decrypting PDFs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297 Creating PDFs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298 Project: Combining Select Pages from Many PDFs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303 Step 1: Find All PDF Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304 Step 2: Open Each PDF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304 Step 3: Add Each Page . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305 Step 4: Save the Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305 Ideas for Similar Programs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306 Word Documents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306 Reading Word Documents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307 Getting the Full Text from a .docx File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308 Styling Paragraph and Run Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309 Creating Word Documents with Nondefault Styles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310 Run Attributes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 Writing Word Documents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312 Adding Headings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314 Adding Line and Page Breaks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315 Adding Pictures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316 Practice Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316 Practice Projects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317 PDF Paranoia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317 Custom Invitations as Word Documents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317 Brute-Force PDF Password Breaker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318 14 working with cSV fileS And JSon dAtA 319 The csv Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320 Reader Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321 Reading Data from Reader Objects in a for Loop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322 Writer Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322 The delimiter and lineterminator Keyword Arguments . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323 Project: Removing the Header from CSV Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324 Step 1: Loop Through Each CSV File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 Step 2: Read in the CSV File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 Step 3: Write Out the CSV File Without the First Row . . . . . . . . . . . . . . . . . 326 Ideas for Similar Programs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327 JSON and APIs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327 The json Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328 Reading JSON with the loads() Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328 Writing JSON with the dumps() Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329 Project: Fetching Current Weather Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329 Step 1: Get Location from the Command Line Argument . . . . . . . . . . . . . . . . 330 Step 2: Download the JSON Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330 Step 3: Load JSON Data and Print Weather . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331 Ideas for Similar Programs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333

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xviii Contents in Detail Practice Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333 Practice Project . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333 Excel-to-CSV Converter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333 15 keePing time, Scheduling tASkS, And lAunching ProgrAmS 335 The time Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336 The time .time() Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336 The time .sleep() Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337 Rounding Numbers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338 Project: Super Stopwatch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338 Step 1: Set Up the Program to Track Times . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339 Step 2: Track and Print Lap Times . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339 Ideas for Similar Programs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340 The datetime Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341 The timedelta Data Type . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342 Pausing Until a Specific Date . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344 Converting datetime Objects into Strings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344 Converting Strings into datetime Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345 Review of Python’s Time Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346 Multithreading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347 Passing Arguments to the Thread’s Target Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348 Concurrency Issues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349 Project: Multithreaded XKCD Downloader . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350 Step 1: Modify the Program to Use a Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350 Step 2: Create and Start Threads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351 Step 3: Wait for All Threads to End . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352 Launching Other Programs from Python . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352 Passing Command Line Arguments to Popen() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354 Task Scheduler, launchd, and cron . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354 Opening Websites with Python . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355 Running Other Python Scripts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355 Opening Files with Default Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355 Project: Simple Countdown Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357 Step 1: Count Down . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357 Step 2: Play the Sound File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357 Ideas for Similar Programs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358 Practice Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359 Practice Projects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359 Prettified Stopwatch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360 Scheduled Web Comic Downloader . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360 16 Sending emAil And text meSSAgeS 361 SMTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362 Sending Email . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362 Connecting to an SMTP Server . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363 Sending the SMTP “Hello” Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364

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Contents in Detail xix Starting TLS Encryption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364 Logging in to the SMTP Server . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364 Sending an Email . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365 Disconnecting from the SMTP Server . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366 IMAP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366 Retrieving and Deleting Emails with IMAP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366 Connecting to an IMAP Server . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367 Logging in to the IMAP Server . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368 Searching for Email . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368 Fetching an Email and Marking It As Read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372 Getting Email Addresses from a Raw Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373 Getting the Body from a Raw Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374 Deleting Emails . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375 Disconnecting from the IMAP Server . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375 Project: Sending Member Dues Reminder Emails . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376 Step 1: Open the Excel File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376 Step 2: Find All Unpaid Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378 Step 3: Send Customized Email Reminders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378 Sending Text Messages with Twilio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380 Signing Up for a Twilio Account . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380 Sending Text Messages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381 Project: “Just Text Me” Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384 Practice Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384 Practice Projects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385 Random Chore Assignment Emailer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385 Umbrella Reminder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385 Auto Unsubscriber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385 Controlling Your Computer Through Email . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386 17 mAniPulAting imAgeS 387 Computer Image Fundamentals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388 Colors and RGBA Values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388 Coordinates and Box Tuples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389 Manipulating Images with Pillow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390 Working with the Image Data Type . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392 Cropping Images . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393 Copying and Pasting Images onto Other Images . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394 Resizing an Image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397 Rotating and Flipping Images . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398 Changing Individual Pixels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400 Project: Adding a Logo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401 Step 1: Open the Logo Image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401 Step 2: Loop Over All Files and Open Images . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402 Step 3: Resize the Images . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403 Step 4: Add the Logo and Save the Changes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404 Ideas for Similar Programs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406 Drawing on Images . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406 Drawing Shapes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406 Drawing Text . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408

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xx Contents in Detail Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 410 Practice Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 410 Practice Projects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411 Extending and Fixing the Chapter Project Programs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411 Identifying Photo Folders on the Hard Drive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411 Custom Seating Cards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412 18 controlling the keyBoArd And mouSe with gui AutomAtion 413 Installing the pyautogui Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414 Staying on Track . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414 Shutting Down Everything by Logging Out . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414 Pauses and Fail-Safes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415 Controlling Mouse Movement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415 Moving the Mouse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416 Getting the Mouse Position . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417 Project: “Where Is the Mouse Right Now?” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417 Step 1: Import the Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418 Step 2: Set Up the Quit Code and Infinite Loop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418 Step 3: Get and Print the Mouse Coordinates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418 Controlling Mouse Interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419 Clicking the Mouse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420 Dragging the Mouse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420 Scrolling the Mouse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422 Working with the Screen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423 Getting a Screenshot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423 Analyzing the Screenshot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424 Project: Extending the mouseNow Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424 Image Recognition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425 Controlling the Keyboard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426 Sending a String from the Keyboard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426 Key Names . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427 Pressing and Releasing the Keyboard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428 Hotkey Combinations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 429 Review of the PyAutoGUI Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430 Project: Automatic Form Filler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430 Step 1: Figure Out the Steps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432 Step 2: Set Up Coordinates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432 Step 3: Start Typing Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434 Step 4: Handle Select Lists and Radio Buttons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435 Step 5: Submit the Form and Wait . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 436 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437 Practice Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438 Practice Projects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438 Looking Busy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438 Instant Messenger Bot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438 Game-Playing Bot Tutorial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439