常用模块

什么是模块

常见的场景：一个模块就是一个包含了python定义和声明的文件，文件名就是模块名字加上.py的后缀。

但其实import加载的模块分为四个通用类别：

　　1.使用python编写的代码（.py文件）

　　2.已被编译为共享库或DLL的C或C++扩展

　　3.包好一组模块的包

　　4.使用C编写并链接到python解释器的内置模块

为何要使用模块

　　如果你退出python解释器然后重新进入，那么你之前定义的函数或者变量都将丢失， 因此我们通常将程序写到文件中以便永久保存下来，需要时就通过python test.py方式去执行，此时test.py被称为脚本scirpt。

　　随着程序的发展，功能越来越多，为了方便管理，我们通常将程序分为一个个的文件，这样做程序的结构更清晰，方便管理。这时我们不仅仅可以把这些文件当做脚本去执行，还可以把他们当做模块来导入到其他模块中，实现了功能的重复利用。

常用模块

　　　　　　　　　　　　　　　　collections模块

在内置数据类型（dict、list、set、tuple）的基础上，collections模块还提供了几个额外的数据类型：Counter、deque、defaultdict、namedtuple和OrderedDict等。

　　1.nametuple: 生成可以使用名字来访问元素内容的tuple

　　2.deque：双端队列，可以快速的从另外一侧追加和推出对象

　　3.Counter:计数器，主要用来计数

　　4.OrderedDict:有序字典

　　5.defaultdict：带有默认值的字典

namedtuple

我们知道tuple可以表示不变集合，例如，一个点的二维坐标就可以表示成：

>>> p = (1, 2)

　但是，看到（1,2），很难看出这个tuple是用来表示一个坐标的

这时，namedtuple就派上的用场：

from collections import namedtuple
Point = namedtuple('Point', ['x', 'y'])
p = Point(1, 2)
print(p.x)
print(p.y)

deque

使用list存储数据时，按索引访问元素很快，但是插入和删除元素就很慢了，因为list是线性存储，数据量大的时候，插入和删除效率很低

deque是为了高效实现插入和删除操作的双向列表，适合用于队列和栈：

from collections import deque
q = deque(['a', 'b', 'c'])
q.append('x')
q.appendleft('y')
print(q)
#deque(['y', 'a', 'b', 'c', 'x'])

deque除了实现list的append()和pop()外，还支持appendleft()和popleft()，这样就可以非常高效地往头部添加或者删除元素了。

OrderedDict

使用dict时，Key是无序的。在对dict做迭代时，我们无法确定Key的顺序。

如果要保持Key的顺序，可以用OrdseredDict：

from collections import OrderedDict
od = OrderedDict()
od.setdefault('z', 1)
od.setdefault('y', 2)
od.setdefault('x', 3)

print(od.keys()) #按照插入的key顺序返回

['z', 'y', 'x']

print(od)

defaultdict

有如下值集合[11,22,33,44,55,66,77,88,99,90...]，将所有大于 66 的值保存至字典的第一个key中，将小于 66 的值保存至第二个key的值中。

即： {'k1': 大于66 , 'k2': 小于66}

 

values = [11, 22, 33,44,55,66,77,88,99,90]

my_dict = {}

for value in  values:
    if value>66:
        if my_dict.has_key('k1'):
            my_dict['k1'].append(value)
        else:
            my_dict['k1'] = [value]
    else:
        if my_dict.has_key('k2'):
            my_dict['k2'].append(value)
        else:
            my_dict['k2'] = [value]
#default
from collections import defaultdict

values = [11, 22, 33,44,55,66,77,88,99,90]

my_dict = defaultdict(list)

for value in  values:
    if value>66:
        my_dict['k1'].append(value)
    else:
        my_dict['k2'].append(value)

使用dict时，如果引用的key不存在，就会抛出KeyError。如果希望key不存在时，返回一个默认值，就可以用defaultdict：

>>> from collections import defaultdict
>>> dd = defaultdict(lambda: 'N/A')
>>> dd['key1'] = 'abc'
>>> dd['key1'] # key1存在
'abc'
>>> dd['key2'] # key2不存在，返回默认值
'N/A'

Counter

Counter类的目的是用来跟踪值出现的次数。他是一个无需的容器类型，以字典的健值对形式存储，其中元素作为key，其计数作为value。计数器可以是任意的interger(包括0和负数)。Counter类和其他语言的bags和multisets很相似。

c = Counter('abcdeabcdabcaba')
print c
输出：Counter({'a': 5, 'b': 4, 'c': 3, 'd': 2, 'e': 1})

时间模块

和时间有关系的我们就要用到时间模块。在使用模块之前，应该首先导入这个模块。

#常用方法
import time
time.sleep()
#(线程)推迟指定的时间运行。单位为秒
time.time()
#获取当前时间

表示时间的三种方式

在python中，通常有这三种方式来表示时间：时间戳、元组(struct_time)、格式化的时间字符串:

（1）时间戳（timestamp）:通常来说，时间戳表示的是从1970年1月1日00:00:00开始按秒开始计算的偏移值。我们运行“type(time.time())” ,返回的是float类型。

（2）格式化的时间字符串（Format String）: '1999-12-06'  

%y 两位数的年份表示（00-99）
%Y 四位数的年份表示（000-9999）
%m 月份（01-12）
%d 月内中的一天（0-31）
%H 24小时制小时数（0-23）
%I 12小时制小时数（01-12）
%M 分钟数（00=59）
%S 秒（00-59）
%a 本地简化星期名称
%A 本地完整星期名称
%b 本地简化的月份名称
%B 本地完整的月份名称
%c 本地相应的日期表示和时间表示
%j 年内的一天（001-366）
%p 本地A.M.或P.M.的等价符
%U 一年中的星期数（00-53）星期天为星期的开始
%w 星期（0-6），星期天为星期的开始
%W 一年中的星期数（00-53）星期一为星期的开始
%x 本地相应的日期表示
%X 本地相应的时间表示
%Z 当前时区的名称
%% %号本身

python中时间日期格式化符号：

(3)元组(struct_time) ：struct_time元组共有9个元素共九个元素:(年，月，日，时，分，秒，一年中第几周，一年中第几天等）

索引（Index）	属性（Attribute）	值（Values）
0	tm_year（年）	比如2011
1	tm_mon（月）	1 - 12
2	tm_mday（日）	1 - 31
3	tm_hour（时）	0 - 23
4	tm_min（分）	0 - 59
5	tm_sec（秒）	0 - 60
6	tm_wday（weekday）	0 - 6（0表示周一）
7	tm_yday（一年中的第几天）	1 - 366
8	tm_isdst（是否是夏令时）	默认为0

  首先，我们先导入time模块，来认识一下python中表示时间的几种格式：

import time
#时间戳
time.time()

#时间字符串
print(time.strftime("%Y-%m-%d %X"))
#2018-05-14 18:13:59
print(time.strftime("%Y-%m-%d %H-%M-%S"))
2018-05-14 18-13-59

#时间元组：localtime将一个时间戳转换为当前时区的struct_time
print(time.localtime())
#输出元组time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=5, tm_mday=14, tm_hour=18, tm_min=50, tm_sec=11, tm_wday=0, tm_yday=134, tm_isdst=0)

小结：时间戳是计算机能够识别的时间；时间字符串是人能够看懂的时间；元组则是用来操作时间的

 

几种格式之间的转换

#时间戳-->结构化时间
#time.gmtime(时间戳)    #UTC时间，与英国伦敦当地时间一致
#time.localtime(时间戳) #当地时间。例如我们现在在北京执行这个方法：与UTC时间相差8小时，UTC时间+8小时 = 北京时间 
>>>time.gmtime(1500000000)
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=7, tm_mday=14, tm_hour=2, tm_min=40, tm_sec=0, tm_wday=4, tm_yday=195, tm_isdst=0)
>>>time.localtime(1500000000)
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=7, tm_mday=14, tm_hour=10, tm_min=40, tm_sec=0, tm_wday=4, tm_yday=195, tm_isdst=0)

#结构化时间-->时间戳　
#time.mktime(结构化时间)
>>>time_tuple = time.localtime(1500000000)
>>>time.mktime(time_tuple)
1500000000.0

#结构化时间-->字符串时间
#time.strftime("格式定义","结构化时间")  结构化时间参数若不传，则现实当前时间
>>>time.strftime("%Y-%m-%d %X")
'2017-07-24 14:55:36'
>>>time.strftime("%Y-%m-%d",time.localtime(1500000000))
'2017-07-14'

#字符串时间-->结构化时间
#time.strptime(时间字符串,字符串对应格式)
>>>time.strptime("2017-03-16","%Y-%m-%d")
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=3, tm_mday=16, tm_hour=0, tm_min=0, tm_sec=0, tm_wday=3, tm_yday=75, tm_isdst=-1)
>>>time.strptime("07/24/2017","%m/%d/%Y")
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=7, tm_mday=24, tm_hour=0, tm_min=0, tm_sec=0, tm_wday=0, tm_yday=205, tm_isdst=-1)

 

#结构化时间 --> %a %b %d %H:%M:%S %Y串
#time.asctime(结构化时间) 如果不传参数，直接返回当前时间的格式化串
>>>time.asctime(time.localtime(1500000000))
'Fri Jul 14 10:40:00 2017'
>>>time.asctime()
'Mon Jul 24 15:18:33 2017'

#时间戳 --> %a %d %d %H:%M:%S %Y串
#time.ctime(时间戳)  如果不传参数，直接返回当前时间的格式化串
>>>time.ctime()
'Mon Jul 24 15:19:07 2017'
>>>time.ctime(1500000000)
'Fri Jul 14 10:40:00 2017' 

#计算时间差
import time
true_time=time.mktime(time.strptime('2017-09-11 08:30:00','%Y-%m-%d %H:%M:%S'))
time_now=time.mktime(time.strptime('2017-09-12 11:00:00','%Y-%m-%d %H:%M:%S'))
dif_time=time_now-true_time
struct_time=time.gmtime(dif_time)
print('过去了%d年%d月%d天%d小时%d分钟%d秒'%(struct_time.tm_year-1970,struct_time.tm_mon-1,
                                       struct_time.tm_mday-1,struct_time.tm_hour,
                                       struct_time.tm_min,struct_time.tm_sec))

 　random模块

import random
#随机小数
random.random() #大于0且小于1之间的小数

random.uniform(1, 3) #大于1小于3的小数

#随机整数
random.randint(1, 5) #大于等于1且小于等于5之间的整数
random.randrange(1, 10, 2) #大于等于1且小于等于10之间的奇数

#随机选择一个返回
random.choice([1, '23', [4,5]])  # #1或者23或者[4,5]
#随机选择多个返回，返回的个数为函数的第二个参数
random.sample([1, '23', [4, 5]], 2) # #列表元素任意2个组合
[[4, 5], '23']

#打乱列表顺序
item=[1, 3, 5, 7, 9]
random.shuffle(item) # 打乱次序
item
[5, 1, 3, 7, 9]
random.shuffle(item)
item
[5, 9, 7, 1, 3]

练习

import random

def v_code():

    code = ''
    for i in range(5):

        num=random.randint(0,9)
        alf=chr(random.randint(65,90))
        add=random.choice([num,alf])
        code="".join([code,str(add)])

    return code

print(v_code())

生成验证码

os模块

os模块是与操作系统交互的一个接口

import os
# os.getcwd() 获取当前工作目录，即当前python脚本工作的目录路径
print(os.getcwd())
# os.chdir("dirname")  改变当前脚本工作目录；相当于shell下cd
os.chdir(r"D:学习pythonoldboy_pythonday5")
print(os.getcwd())
# os.curdir  返回当前目录: ('.')
print(os.curdir)
# os.pardir  获取当前目录的父目录字符串名：('..')
print(os.pardir)
# os.makedirs('dirname1/dirname2')    可生成多层递归目录
os.makedirs('1/2/3')
# os.removedirs('dirname1')    若目录为空，则删除，并递归到上一级目录，如若也为空，则删除，依此类推 ?
os.removedirs('1')
# os.mkdir('dirname')    生成单级目录；相当于shell中mkdir dirname
os.mkdir('doctor')
# os.rmdir('dirname')    删除单级空目录，若目录不为空则无法删除，报错；相当于shell中rmdir dirname
os.rmdir('doctor')
# os.listdir('dirname')    列出指定目录下的所有文件和子目录，包括隐藏文件，并以列表方式打印
os.listdir("D:学习pythonoldboy_python")
# os.remove()  删除一个文件
os.remove('aaa')
# os.rename("oldname","newname")  重命名文件/目录
os.rename('aaa', 'bbb')
# os.stat('path/filename')  获取文件/目录信息
os.stat(r'%sbb'%os.getcwd())
#os.stat_result(st_mode=33206, st_ino=18295873486280508, st_dev=140033277,
# st_nlink=1, st_uid=0, st_gid=0, st_size=0, st_atime=1526353383, st_mtime=1526353383, st_ctime=1526353383)
# os.sep    输出操作系统特定的路径分隔符，win下为"\",Linux下为"/"
# os.linesep    输出当前平台使用的行终止符，win下为"	
",Linux下为"
"
# os.pathsep    输出用于分割文件路径的字符串 win下为;,Linux下为:
# os.name    输出字符串指示当前使用平台。win->'nt'; Linux->'posix'
# os.system("bash command")  运行shell命令，直接显示
# os.popen("bash command).read()  运行shell命令，获取执行结果
# os.environ  获取系统环境变量
environ({'ALLUSERSPROFILE': 'C:\ProgramData', 'APPDATA': 'C:\Users\TR\AppData\Roaming', 
         'ASL.LOG': 'Destination=file', 'CLASSPATH': 'C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_131\lib', 
         'COMMONPROGRAMFILES': 'C:\Program Files (x86)\Common Files', 'COMMONPROGRAMFILES(X86)':
             'C:\Program Files (x86)\Common Files', 'COMMONPROGRAMW6432': 'C:\Program Files\Common Files',
         'COMPUTERNAME': 'DESKTOP-RDJ87S8', 'COMSPEC': 'C:\WINDOWS\system32\cmd.exe', 'CONFIGSETROOT':
             'C:\WINDOWS\ConfigSetRoot', 'FPS_BROWSER_APP_PROFILE_STRING': 'Internet Explorer',
         'FPS_BROWSER_USER_PROFILE_STRING': 'Default', 'HOMEDRIVE': 'C:', 'HOMEPATH': '\Users\TR',
         'JAVA_HOME': 'C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_131', 'LOCALAPPDATA': 'C:\Users\TR\AppData\Local',
         'LOGONSERVER': '\\DESKTOP-RDJ87S8', 'MOZ_PLUGIN_PATH': 'D:\学习\x7f福听\Foxit Reader\plugins\',
         'NUMBER_OF_PROCESSORS': '8', 'ONEDRIVE': 'C:\Users\TR\OneDrive', 'OS': 'Windows_NT',
         'PATH': 'D:\Python27\;D:\Python27\Scripts;C:\ProgramData\Oracle\Java\javapath;'
         'C:\Program Files (x86)\Intel\iCLS Client\;C:\Program Files\Intel\iCLS Client\;C:\Windows\system32;'
         'C:\Windows;C:\Windows\System32\Wbem;C:\Windows\System32\WindowsPowerShell\v1.0\;'
         'C:\Program Files (x86)\Intel\Intel(R) Management Engine Components\DAL;'
         'C:\Program Files\Intel\Intel(R) Management Engine Components\DAL;'
         'C:\Program Files (x86)\Intel\Intel(R) Management Engine Components\IPT;'
         'C:\Program Files\Intel\Intel(R) Management Engine Components\IPT;'
         'C:\Program Files (x86)\NVIDIA Corporation\PhysX\Common;'
         'C:\Program Files\Intel\WiFi\bin\;C:\Program Files\Common Files\Intel\WirelessCommon\;'
         'C:\WINDOWS\system32;C:\WINDOWS;C:\WINDOWS\System32\Wbem;C:\WINDOWS\System32\WindowsPowerShell\v1.0\;'
         'C:\Program Files (x86)\Windows Live\Shared;C:\Users\TR\AppData\Local\Microsoft\WindowsApps;'
         'C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_131\bin;', 'PATHEXT': '.COM;.EXE;.BAT;.CMD;.VBS;.VBE;.JS;.JSE;.WSF;.WSH;.MSC', 'PROCESSOR_ARCHITECTURE': 'x86',
         'PROCESSOR_ARCHITEW6432': 'AMD64', 'PROCESSOR_IDENTIFIER': 'Intel64 Family 6 Model 94 Stepping 3, GenuineIntel', 'PROCESSOR_LEVEL': '6', 'PROCESSOR_REVISION': '5e03', 'PROGRAMDATA':
         'C:\ProgramData', 'PROGRAMFILES':
         'C:\Program Files (x86)', 'PROGRAMFILES(X86)': 'C:\Program Files (x86)', 'PROGRAMW6432': 'C:\Program Files', 'PSMODULEPATH':
         'C:\Program Files\WindowsPowerShell\Modules;C:\WINDOWS\system32\WindowsPowerShell\v1.0\Modules', 'PUBLIC': 'C:\Users\Public', 'SESSIONNAME': 'Console', 'SYSTEMDRIVE': 'C:', 'SYSTEMROOT':
         'C:\WINDOWS', 'TEMP': 'C:\Users\TR\AppData\Local\Temp', 'TMP': 'C:\Users\TR\AppData\Local\Temp', 'USERDOMAIN': 'DESKTOP-RDJ87S8', 'USERDOMAIN_ROAMINGPROFILE': 'DESKTOP-RDJ87S8', 'USERNAME': 'TR', 'USERPROFILE':
         'C:\Users\TR', 'WINDIR': 'C:\WINDOWS'})

os.path

# os.path
os.path
# os.path.abspath(path) 返回path规范化的绝对路径
print(os.path.abspath('bbb'))
# os.path.split(path) 将path分割成目录和文件名二元组返回
print(os.path.split(os.path.abspath('bbb')))
# os.path.dirname(path) 返回path的目录。其实就是os.path.split(path)的第一个元素
print(os.path.dirname(os.path.abspath('bbb')))
# os.path.basename(path) 返回path最后的文件名。如何path以／或结尾，那么就会返回空值。即os.path.split(path)的第二个元素
print(os.path.basename(os.path.abspath('bbb')))
# os.path.exists(path)  如果path存在，返回True；如果path不存在，返回False
print(os.path.exists(os.path.abspath('bbb')))
# os.path.isabs(path)  如果path是绝对路径，返回True
print(os.path.isabs('bbb'))
# os.path.isfile(path)  如果path是一个存在的文件，返回True。否则返回False
print(os.path.isfile('bbb'))
# os.path.isdir(path)  如果path是一个存在的目录，则返回True。否则返回False
print(os.path.isdir('作业5'))
# os.path.join(path1[, path2[, ...]])  将多个路径组合后返回，第一个绝对路径之前的参数将被忽略
print(os.path.join('/bbb/', 'good/boy/', 'doiido'))
# os.path.getatime(path)  返回path所指向的文件或者目录的最后访问时间
# os.path.getmtime(path)  返回path所指向的文件或者目录的最后修改时间
# os.path.getsize(path) 返回path的大小
print(os.path.getsize('bbb'))

os.stat('path/filename')获取文件/目录信息的结构说明

stat 结构:

st_mode: inode 保护模式
st_ino: inode 节点号。
st_dev: inode 驻留的设备。
st_nlink: inode 的链接数。
st_uid: 所有者的用户ID。
st_gid: 所有者的组ID。
st_size: 普通文件以字节为单位的大小；包含等待某些特殊文件的数据。
st_atime: 上次访问的时间。
st_mtime: 最后一次修改的时间。
st_ctime: 由操作系统报告的"ctime"。在某些系统上（如Unix）是最新的元数据更改的时间，在其它系统上（如Windows）是创建时间（详细信息参见平台的文档）。

sys模块

sys模块是与python解释器交互的一个接口

import sys

# sys.argv           命令行参数List，第一个元素是程序本身路径
print(sys.argv)
# sys.exit(n)        退出程序，正常退出时exit(0),错误退出sys.exit(1)
sys.exit()
# sys.version        获取Python解释程序的版本信息
print(sys.version)
# sys.path           返回模块的搜索路径，初始化时使用PYTHONPATH环境变量的值
print(sys.path)
# sys.platform       返回操作系统平台名称
print(sys.platform)

import sys
try:
    sys.exit(1)
except SystemExit as e:
    print(e)