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Bibliotecas Python: descubra o que são e como utilizá-las

Por Juliano Faccioni
Conteúdos do artigo

Aprenda o que são bibliotecas em Python, descubra como instalá-las no seu computador e conheça as principais bibliotecas com este nosso guia completo!

Ao iniciarmos nossos estudos em Python, invariavelmente encontraremos o termo “bibliotecas” nos nossos estudos. Se você quer usar Python para análise de dados, por exemplo, provavelmente já deve ter ouvido falar de bibliotecas como pandas, matplotlib e numpy.

Mas o que são de fato bibliotecas Python? O que precisamos fazer para instalá-las em nosso computador e começar a utilizá-las de forma efetiva?

Neste artigo, você descobrirá o que são bibliotecas Python e como trabalhar com elas. Começaremos apresentando os conceitos básicos e diferenciando bibliotecas de outros termos similares, como pacotes e frameworks. Em seguida, descobriremos quais são as principais bibliotecas de Python organizadas por objetivo. Por fim, aprenderemos a instalar bibliotecas e gerenciá-las em diferentes ambientes e IDEs. Vamos lá!

O que é uma biblioteca em Python?

Resumidamente, as bibliotecas de Python são coleções de objetos e funções que podemos reaproveitar ao longo do nosso próprio código. Podemos pensar em bibliotecas como “caixas de ferramentas” para programadores: podemos abrir uma biblioteca e pegar trechos de código de nosso interesse sem precisar escrevê-los nós mesmos. Assim, as bibliotecas disponibilizam códigos pré-fabricados para facilitar a realização de tarefas complexas.

Para que serve uma biblioteca em Python?

As principais vantagem de usarmos bibliotecas são as seguintes:

  • Menor tempo de desenvolvimento: ao usarmos uma função ou trecho de código de uma biblioteca, não precisamos perder tempo criando aquela funcionalidade do zero. Podemos simplesmente importar a biblioteca e usá-la diretamente para resolver o problema.
  • Código mais organizado: quando os códigos para cada tipo de tarefa existem dentro de bibliotecas específicas, fica muito mais simples organizar o nosso próprio código. Muitas vezes, é possível entender que tipo de tarefa um script de Python realiza olhando apenas para as bibliotecas que ele importa.
  • Código menos propenso a erro: a chance de cometermos um erro diminui muito quando usamos um código originado de alguma biblioteca. O motivo para isso é simples: se milhares de programadores ao redor do mundo utilizam uma mesma biblioteca todos os dias, então a chance de um erro na biblioteca ser rapidamente encontrado e corrigido por um membro da comunidade Python é muito maior.

O que é a biblioteca padrão de Python?

A biblioteca padrão de Python é um conjunto de diversas bibliotecas que já estão inclusas com qualquer instalação de Python. Isso significa que você não precisa fazer nenhum tipo de instalação adicional para ter acesso a elas: se você tiver Python instalado no seu sistema, você também possui toda a funcionalidade da biblioteca padrão à sua disposição.

Por exemplo, imagine que você precise criar uma função para lidar com datas e horas. Se você fosse programar do zero, teria que levar em consideração anos bissextos, fusos horários, finais de semana e feriados e uma infinidade de outros detalhes técnicos.

Em Python, tudo isso já está implementado na biblioteca datetime. Dessa forma, podemos utilizar as funções e ferramentas dessa biblioteca para ganhar tempo em vez de nós sermos forçados a escrever tudo do zero.

Quantas bibliotecas existem em Python?

Acredite ou não, existem milhares de bibliotecas Python disponíveis! Cada biblioteca possui algum propósito específico, seja para manipulação de dados, criação de gráficos, automação de tarefas ou qualquer outra finalidade.

Segundo dados do Python Package Index (PyPI), há mais de 500 mil bibliotecas de Python disponíveis atualmente. O PyPI é o repositório oficial de bibliotecas Python e está em constante crescimento graças à contribuição coletiva de programadores ao redor do mundo.

Biblioteca vs módulo

No universo Python, a distinção entre biblioteca e módulo é sobretudo relacionada ao número de funções e utilidades que cada um possui. Quando falamos em “módulo”, nos referimos a um único arquivo Python que contém algumas funções e variáveis. Já uma biblioteca é formada por dezenas (ou até mesmo centenas) de módulos que operam de forma coletiva para desempenhar sua função.

Biblioteca vs pacote

A diferença entre bibliotecas e pacotes em Python é um pouco mais vaga. Um pacote é composto por um ou mais módulos organizados dentro de uma pasta (do ponto de vista técnico, Python considera uma pasta contendo o arquivo __init__.py como sendo um pacote). Contudo, essa mesma definição também pode servir para uma biblioteca, resultando em pouca diferença prática.

Muitos desenvolvedores Python acabam utilizando os termos “pacote” e “biblioteca” de forma mais ou menos equivalente, embora “biblioteca” remeta a conjuntos maiores e mais estruturados de códigos.

Biblioteca vs framework

Um framework se assemelha a uma biblioteca no sentido de providenciar código pronto para ser usado. A principal diferença é que, ao passo que bibliotecas apenas fornecem coleções de código pré-fabricado, frameworks também requerem que o desenvolvedor siga uma “forma de pensar” específica. Por exemplo, o framework Django, muito utilizado no desenvolvimento web, requer que o desenvolvedor “pense” em termos de Models e Views — conceitos criados pelo próprio Django.

Em geral, essa complexidade adicional é inserida para lidar com uma complexidade ainda maior, inerente à tarefa que se busca realizar (no caso do Django, a tarefa é desenvolver e servir uma aplicação web completa). Em decorrência disso, frameworks tendem a incluir ainda mais código que bibliotecas, apesar de isso não ser uma regra estrita para diferenciar um framework de uma biblioteca.

Quais são as principais bibliotecas de Python?

As bibliotecas boto3, urllib3, requests, setuptools e numpy são algumas das bibliotecas mais baixadas. Os dados são do site PyPIStats, que rastreia os downloads de todas as bibliotecas.

É difícil, contudo, afirmar que essas são as “principais” bibliotecas de Python, uma vez que realizam tarefas bastante distintas. No lugar disso, faz mais sentido pensarmos nas bibliotecas que são mais utilizadas nas principais áreas em que Python se destaca. A seguir, vamos conhecer quais são as principais bibliotecas de Python por área.

Bibliotecas de Python mais usadas para análise de dados

Na área de análise de dados, o grande destaque vai para a biblioteca pandas, que é utilizada para trabalhar com dados em tabelas em Python. Sua estrutura fundamental é o DataFrame, o qual funciona de forma muito similar a uma planilha de Excel. Destacam-se também a biblioteca matplotlib, usada para criar gráficos e plotar dados, e a biblioteca numpy, com a qual é possível manipular vetores e matrizes e realizar cálculos numéricos avançados com Python.

Bibliotecas de Python mais usadas para ciência de dados e machine learning

No campo da ciência de dados e machine learning, bibliotecas como scikit-learn permitem o uso de modelos tradicionais de aprendizado de máquina, como modelos de classificação e regressão, modelos não supervisionados e modelos de árvore de decisão. Usuários mais avançados podem optar por bibliotecas como TensorFlow, PyTorch e Keras, as quais permitem a criação de modelos avançados de aprendizado de máquina.

Além disso, vale notar que uma infinidade de modelos de IA criados com essas bibliotecas estão disponíveis em plataformas como Hugging Face e podem ser facilmente baixados e aplicados aos seus projetos — tudo isso através de Python.

Bibliotecas de Python mais usadas para automação de tarefas

As bibliotecas PyAutoGUI e Selenium são perfeitas para automação de atividades repetitivas no seu computador. Com elas, é possível controlar o mouse e o teclado ou interagir com navegadores web automaticamente. Assim, é possível criar automações como enviar mensagens por WhatsApp automaticamente, fazer pedidos em plataformas online como o iFood ou mesmo inicializar programas do seu computador automaticamente. Também podemos combinar a biblioteca Selenium com BeautifulSoup para fazermos o scraping de páginas da web e criarmos um banco de dados a partir de sites e páginas diversas.

Todas essas ações são apenas alguns exemplos de automações que podemos fazer com Python. Na realidade, automatizar tarefas e processos repetitivos é uma das grandes potencialidades da linguagem.

Bibliotecas de Python mais usadas para desenvolver dashboards e web apps

A biblioteca Dash é muito utilizada para criação de dashboards interativos em Python. Através dela e de sua biblioteca parceira Plotly, é possível criar dashboards e web apps dinâmicos e responsivos utilizando apenas Python. Outra menção importante vai para a biblioteca Streamlit, que simplifica ainda mais a criação de web apps simples e práticos com poucas linhas de código.

Bibliotecas de Python mais usadas para desenvolvimento web

Para criar aplicações web, frameworks como Django e Flask são os mais escolhidos pela comunidade Python. Eles permitem que você construa sites complexos com relativa facilidade, tornando-se um ponto de partida para desenvolvedores web.

Conhecendo o pip e o PyPI

Agora que já conhecemos as principais bibliotecas, vamos aprender a instalá-las em nosso computador. Para isso, precisamos primeiro conhecer a ferramenta utilizada para gerenciar bibliotecas de Python: o pip.

O que é pip em Python?

O pip é uma ferramenta essencial para quem trabalha com Python. Ele permite instalar e atualizar bibliotecas de forma rápida e prática, permitindo adicionar novas funcionalidades ao seu projeto em poucos segundos. Através do terminal, você instala uma biblioteca com o pip com a mesma simplicidade com que baixa um novo aplicativo para o seu celular.

O pip já vem com qualquer instalação de Python, portanto você não precisa baixá-lo de nenhum lugar. Basta instalar e configurar o Python em si para receber toda a funcionalidade do pip.

O que é PyPI em Python?

Como vimos anteriormente, o PyPI é o repositório oficial de bibliotecas Python. É desse repositório que o código é baixado quando pedimos para o pip instalar uma biblioteca. Além de gerenciar o download da biblioteca e de todas as suas dependências, o pip também mantém as bibliotecas organizadas e armazenadas em uma pasta padrão do seu sistema.

Como gerenciar bibliotecas de Python com pip

Agora estamos prontos para pôr a mão na massa! Nas próximas seções, vamos aprender a instalar, atualizar, listar e importar as bibliotecas de Python.

Como instalar bibliotecas no Python?

Instalar bibliotecas em Python é simples: basta digitar pip install nome_da_biblioteca e apertar enter. O pip se encarrega de baixar e instalar a biblioteca desejada para você.

Por exemplo, para instalar a biblioteca pandas no seu ambiente, digite o código abaixo no terminal:

pip install pandas

Logo após digitar o comando de instalação, deverá aparecer uma saída similar à imagem abaixo (não se assuste com a quantidade de mensagens, são apenas mensagens informativas de tudo que o pip está baixando):

Resultado do comando "pip install pandas" no terminal.

A mensagem Successfully installed…, ao final, confirma que a instalação feita pelo pip de fato funcionou.

Como instalar uma versão específica de uma biblioteca?

Para instalar uma versão específica de uma biblioteca, adicione um sinal de == seguido do número da versão que você deseja instalar: pip install nome_da_biblioteca==2.1.0.

Por exemplo, para instalar a versão 2.1.0 do pandas, usamos o seguinte comando:

pip install pandas==2.1.0

Como atualizar uma biblioteca de Python?

Para atualizar uma biblioteca, precisamos adicionar o argumento --upgrade ao comando de instalação do pip: pip install --upgrade nome_da_biblioteca.

Podemos solicitar que o pip atualize a biblioteca pandas para a versão mais recente com o código abaixo:

pip install --upgrade pandas

Como ver as bibliotecas instaladas no Python?

Para verificar quais bibliotecas você tem instaladas no seu ambiente de Python, rode o comando pip list no terminal. Isso exibe uma lista completa de cada biblioteca e sua respectiva versão, mantendo-o informado sobre as ferramentas disponíveis em seu ambiente.

Se instalarmos apenas a biblioteca pandas no nosso ambiente e usarmos o comando pip list, o output deverá ser conforme o exemplo abaixo:

$ pip list

Package         Version
--------------- -----------
numpy           1.26.4
pandas          2.2.2
pip             24.0
python-dateutil 2.9.0.post0
pytz            2024.1
six             1.16.0
tzdata          2024.1

Como importar uma biblioteca em Python?

Depois de ter instalado uma biblioteca no seu ambiente, você consegue importá-la no seu script de Python. Para fazer isso, adicione a linha import nome_da_biblioteca e você terá todas as funcionalidades à disposição.

Podemos importar a biblioteca pandas e exibir a sua versão com o pequeno script de Python abaixo:

import pandas as pd

print(pd.__version__)  # output: 2.2.0
Testar

Se o código acima não gerar um ImportError, parabéns! Você conseguiu instalar e importar a biblioteca pandas para dentro do seu script de Python com sucesso.

Como desinstalar bibliotecas no Python?

Se precisar desinstalar uma biblioteca, o comando para utilizar é pip uninstall nome_da_biblioteca. Isso é uma maneira de manter no seu computador somente as bibliotecas necessárias, mas note que desinstalar uma biblioteca não desinstala as suas dependências.

Para desinstalarmos a biblioteca pandas, por exemplo, utilizamos o comando abaixo:

$ pip uninstall pandas

Como instalar bibliotecas em uma IDE de Python?

Nas seções anteriores, vimos como instalar bibliotecas utilizando o pip diretamente pelo terminal. Contudo, muitas IDEs (programas especializados para desenvolver código Python) permitem fazer a instalação de bibliotecas de formas alternativas – e muitas vezes mais simples.

Nas seções abaixo, vamos aprender a fazer a instalação de bibliotecas em diferentes ambientes de Python.

Como instalar bibliotecas no VS Code

Para instalar uma biblioteca no VS Code, você simplesmente deve abrir o terminal integrado e proceder com o comando de instalação pip da mesma forma como faria no terminal padrão do sistema operacional. Se você tiver dificuldades neste processo, confira o nosso tutorial de como configurar o interpretador de Python no VS Code.

Instalando a biblioteca pandas no VS Code.

Como instalar bibliotecas no PyCharm

No PyCharm, você pode instalar uma biblioteca diretamente pela interface gráfica. Nas versões mais recentes, a opção fica no ícone Python Packages no canto inferior esquerdo, conforme a imagem abaixo:

Instalando a biblioteca pandas no PyCharm.

Como instalar bibliotecas no Anaconda

Se você estiver usando Python através do Anaconda, utilize o comando conda install nome_da_biblioteca. No lugar de baixar os pacotes pelo PyPI, esse comando acessa bibliotecas específicas e otimizadas do ecossistema Anaconda.

Como instalar bibliotecas no Jupyter Notebook e JupyterLab

Dentro de um Jupyter Notebook ou no JupyterLab, você pode utilizar o comando “mágico” %pip install nome_da_biblioteca para instalar uma biblioteca sem precisar sair do Notebook ou abrir um terminal separadamente.

Instalando a biblioteca pandas no JupyterLab.

Como instalar bibliotecas no Google Colab

O Google Colab nada mais é do que um Jupyter Notebook rodando na nuvem do Google. Sendo assim, o mesmo comando “mágico” %pip install nome_da_biblioteca permite instalar bibliotecas diretamente no ambiente hospedado na nuvem.

Conclusão

Neste artigo, aprendemos o que é uma biblioteca em Python, quais são as principais bibliotecas para diferentes áreas em que Python se destaca e como podemos gerenciá-las utilizando o pip e as demais IDEs de Python.

Se você quiser um exemplo prático de aplicação de uma biblioteca de Python, recomendamos o curso gratuito Python MasterClass, da Asimov Academy, onde você aprende Python do zero e cria um web app simples com biblioteca Streamlit em menos de duas horas!

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