collections，time，random，os， sys 模块的使用

主要内容:
1. 模块的简单认识
2. collections模块
3. time时间模块
4. random模块
5. os模块
6. sys模块

一. 模块的简单认识
什么是模块. 模块就是我们把装有特定功能的代码进行归类的结果. 从代码编写的单位
来看我们的程序, 从小到大的顺序: 一条代码 < 语句句块 < 代码块(函数, 类) < 模块. 我们目前写
的所有的py文件都是模块.

　　引入模块的⽅方式:
　　　　1. import 模块
　　　　2. from xxx import 模块

☆ 对于模块方面,可以自己安装和插入第三方模块

二. collections模块:
　　collections模块主要封装了了⼀一些关于集合类的相关操作. 比如, Iterable, Iterator等等. 除了了这些以外, collections还提供了了⼀一些除了了基本数据类型以外的数据集合类
　　　　型. Counter, deque, OrderDict, defaultdict以及namedtuple
1. Counter
counter是⼀一个计数器. 主要⽤用来计数
计算⼀一个字符串串中每个字符出现的次数:

# 计算字符串中每个字符出现的次数
s = "abcdefadsfasfasdfbadsfasdbfdasfdas" # 可迭代
dic = {}
for c in s:
    dic[c] = dic.get(c, 0) + 1
print(dic)


from collections import Counter # 引入模块, 计数器
c = Counter(s)  # 创来和字典差不多
print(c)

　　

2. deque 双向队列.
※说双向队列之前我们需要了解两种数据结构:     1. 栈, 2. 队列

1. 栈: FILO. 先进后出 -> 砌墙的砖头, 老师傅做馒头
2. 队列列: FIFO. 先进先出 -> 买火⻋车票排队, 所有排队的场景
由于python没有给出Stack模块. 所以我们⾃自⼰己⼿手动写⼀一个粗略版本(注意, 此版本有严重的并发问题)

# 装馒头的桶
# 1. 入栈
# 2. 出栈
# 属性:   1. 列表(容器) 2.大小（size） 3. 栈顶指针（下一个装元素的位置）
class StackFullError(Exception):
    pass
class StackEmptyError(Exception):
    pass
class Stack:
    def __init__(self, size):
        self.index = 0  #  栈顶指针
        self.size = size
        self.lst = []  # 容器

    def push(self, el):
        if self.index < self.size:  #  还没有装满
            self.lst.insert(self.index, el)
            self.index += 1
        else:   # 装满了
            raise StackFullError("the stack is full!")

    def pop(self):
        if self.index > 0:
            self.index -= 1
            return self.lst[self.index]
        else:
            raise StackEmptyError("the stack is empty!")

　　def clear(self):
　　　　self.lst.clear()
　　　　self.index = 0
　　def __sizeof__(self):
　　　　return len(self.lst)
　　def max(self):
　　　　return self.size
　　def now(self):
　　　　return self.index

# 使用
# 1.实例化栈
s = Stack(5)
s.push("馒头1")
print(s.pop())
s.push("馒头2")
print(s.pop())
s.push("馒头3")
print(s.pop())
s.push("馒头4")
print(s.pop())
s.push("馒头5")
print(s.pop())
s.push("馒头6")
print(s.pop())

　　

★队列: python提供了queue模块. 使⽤用起来非常方便

import queue
q = queue.Queue()
q.put("李李嘉诚")
q.put("张开")
q.put("张毅")
print(q)
print(q.get())
print(q.get())
print(q.get())

◆注意. 如果队列里没有元素了. 再也就拿不出来元素了. 此时程序会阻塞.

接下来, 我们来看一下deque,  ◇注意, 此队列是collections中的.

from collections import deque

q = deque()
q.append("张开") # 右侧添加
q.append("包贝尔")
q.appendleft("赵又廷") # 左侧添加
q.appendleft("还我高圆圆")
print(q)

print(q.pop()) # 右侧删除
print(q.popleft()) # 左侧删除

3. namedtuple 命名元组
命名元组, 顾名思义. 给元组内的元素进行命名. 比如. 我们说(x, y) 这是⼀一个元组. 同时. 我们还可以认为这是⼀一个点坐标. 这时, 我们就可以使用namedtuple对元素进行命名

from collections import namedtuple

# 自己定义了了一个元组, 如果灵性够好, 这其实就是创建了一个类
nt = namedtuple("point", ["x", "y"])
p = nt(1, 2)
print(p)

print(p.x)
print(p.y)

4. orderdict 和 defaultdict
　　orderdict 顾名思义. 字典的key默认是无序的. 而OrderedDict是有序的

dic = {'a':'娃哈哈', 'b':'薯条', 'c':'胡辣汤'}
print(dic)

from collections import OrderedDict
od = OrderedDict({'a':'娃哈哈', 'b':'薯条', 'c':'胡辣汤'})
print(od)

◎defaultdict: 可以给字典设置默认值. 当key不存在时. 直接获取默认值:from collections import defaultdict

dd = defaultdict(list) # 默认值list
print(dd['娃哈哈'])     # [] 当key不不存在的时候. 会自动执行行构造方法中传递的内容.

# 11 22 33 44 55 66 77 88 99
lst = [11, 22, 33, 44, 55, 66, 77, 88, 99]
dic = {}
for el in lst:
　　if el > 66:
　　　　dic.setdefault("key1", []).append(el)
　　else:
       dic.setdefault("key2", []).append(el)
print(dic)
lst = [11, 22, 33, 44, 55, 66, 77, 88, 99]
dd = defaultdict(list)
for el in lst:
   if el > 66:
       dd['key1'].append(el)
   else:
       dd['key2'].append(el)
print(dd)

　　

　　

三. time 时间模块(重点)
　　　时间模块是我们写程序的时候经常能用到. 比如, 如何计算时间差. 如何按照客户的要求展⽰示时间. 等等.

import time
print(time.time()) # 1538927647.483177 时间戳(系统时间) 

　　此时, 我们已经获取到了了系统时间, 但是这个时间....看不懂. 怎么办呢. 需要对时间进
　　　　行格式化. 那这样就引出了了另⼀一种时间的格式. 在python中时间分成三种表现形式:

1. 时间戳(timestamp). 时间戳使用的是从1970年01月01日 00点00分00秒到现在一共经过了多少秒... 使用float来表示
2. 格式化时间(strftime). 这个时间可以根据我们的需要对时间进行任意的格式化.

3. 结构化时间(struct_time). 这个时间主要可以把时间进行分类划分. 比如. 1970年01月01日 00点00分00秒 这个时间可以被细分为年, 月, 日.....一大堆东西.
时间戳我们已经见过了 就是time.time(). 一般, 我们不会把这样的时间显示给客户.

那就需要对时间进行格式化操作.

s = time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")  # 必须记住
print(s)

日期格式化的标准:
%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

看一下结构化时间:

print(time.localtime())
结果:
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=05, tm_mday=8, tm_hour=10, tm_min=24,
tm_sec=42, tm_wday=0, tm_yday=126, tm_isdst=0)

　　

　　好了. 先在看到的都是当前系统时间, 那如果碰到时间转换呢? 比如. 我们的数据库中存
储了这样一个时间: 1888888888. 如何显示成xxxx年xx月xx日. 那时间的转化必须要记住: 所
有的转化都要通过结构化时间来转化.

t = time.localtime(1888888888) # 结构化时间
s = time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", t) # 格式化这个时间 f:format 格式化
print(s)

　　那如果说, 我让用户输入一个时间, 怎么把它转化成我们数据库存储的时间戳呢? 还是要用到结构化时间:

s = "2020-10-01 12:18:12"
t = time.strptime(s, "%Y-%m-%d %H:%M:%S") # 转化成结构时间 p:parse 转换
print(time.mktime(t)) # 转换成时间戳

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.localtime(dif_time)
print(struct_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))

　　

四. random模块
所有关于随机相关的内容都在random模块中.

import random
print(random.random())          # 0-1⼩小数
print(random.uniform(3, 10))    # 3-10⼩小数

print(random.randint(1, 10))      # 1-10整数 [1, 10]
print(random.randrange(1, 10, 2)) # 1-10奇数 [1,10)

print(random.choice([1, '周杰伦', ["盖伦", "胡辣汤"]])) # 1或者2 3或者[4,5])
print(random.sample([1, '23', [4, 5]], 2)) # 列表元素任意2个组合

lst = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
random.shuffle(lst)               # 随机打乱顺序
print(lst)

五. os模块
　　所有和操作系统相关的内容都在os模块

os.makedirs('dirname1/dirname2') 可生成多层递归目录
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.mkdir('dirname') 生成单级目录；相当于shell中mkdir dirname
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.listdir('dirname') 列出指定目录下的所有文件和子目录，包括隐藏文件，并以列列表方式打印
os.remove() 删除一个文件
os.rename("oldname","newname") 重命名文件/目录
os.stat('path/filename') 获取文件/目录信息

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.getcwd() 获取当前工作目录，即当前python脚本工作的目录路径
os.chdir("dirname") 改变当前脚本工作目录；相当于shell下cd



# os.path
os.path.abspath(path) 返回path规范化的绝对路径
os.path.split(path) 将path分割成目录和文件名二元组返回
os.path.dirname(path) 返回path的目录。其实就是os.path.split(path)的第一个元素
os.path.basename(path) 返回path最后的⽂文件名。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

os.path.exists(path) 如果path存在，返回True；如果path不不存在，返回False
os.path.isabs(path) 如果path是绝对路路径，返回True
os.path.isfile(path) 如果path是一个存在的文件，返回True。否则返回False
os.path.isdir(path) 如果path是一个存在的目录，则返回True。否则返回False
os.path.join(path1[, path2[, ...]]) 将多个路路径组合后返回，第一个绝对路路径之前的参数将被忽略
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


# 特殊属性:
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"\r\n",Linux下为"\n"
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.stat() 属性解读:

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）。

　　

六. sys模块
所有和python解释器相关的都在sys模块.

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