Python模块与包

1. 模块与包

1.1 模块的概念

随着程序代码越写越多，在一个文件里代码就会越来越长，越来越不容易维护。为了编写可维护的代码，我们把很多函数分组，分别放到不同的文件里，这样，每个文件包含的代码就相对较少，很多编程语言都采用这种组织代码的方式。在Python中，一个.py文件就称之为一个模块（Module）。

1.2 模块的优势

提高代码的可维护性。

编写代码不必从零开始。当一个模块编写完毕，就可以被其他地方引用。在编写程序的时候，也经常引用其他模块，包括Python内置的模块和来自第三方的模块。

避免函数名和变量名冲突。相同名字的函数和变量完全可以分别存在不同的模块中，因此，我们自己在编写模块时，不必考虑名字会与其他模块冲突。但是也要注意，尽量不要与内置函数名字冲突。

1.3 模块的分类

python标准库
第三方模块
应用程序自定义模块

1.4 模块导入的方法

import 语句　　　　　　　　　　//推荐
from…import 语句　　　　　　　//推荐
From…import* 语句　　　　　　//推荐
from modname import *   　　//此种不推荐

1.5 包的概念

包是指包含__init__.py的模块文件的文件夹，一个包内可以有多个py模块文件，调用包就是执行包下的__init__.py文件（__init__.py可以是空文件，也可以有Python代码）。

1.6 包的优势

A包和B包的目录下的py文件名可以重复，举个例子，A和B包下都存在hello.py，那么引用A包的hello.py模块时候，需要import A.hello.py，引用B包同样就是B.hello.py。

1.7 模块的搜索路径

模块的查找顺序是：内存中已经加载的模块->内置模块->sys.path路径中包含的模块。

如果sys.path中因为没有路径而找不到相关模块，可以使用如下方法进行添加路径。

import sys,os
M_DIR=os.path.dirname(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)))
sys.path.append(M_DIR)

1.8 关于__name__的值

当程序本身被执行的时候__name__ == '__main__'，否则__name__ == 'filename本身'。

2 常用模块

2.1 time模块

在Python中，通常有这几种方式来表示时间：

• 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开始按秒计算的偏移量。我们运行“type(time.time())”，返回的是float类型。
• 格式化的时间字符串(Format String)
• 结构化的时间(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，夏令时)

import time
#--------------------------我们先以当前时间为准,让大家快速认识三种形式的时间
print(time.time()) # 时间戳:1487130156.419527
print(time.strftime("%Y-%m-%d %X")) #格式化的时间字符串:'2017-02-15 11:40:53'

print(time.localtime()) #本地时区的struct_time
print(time.gmtime())    #UTC时区的struct_time

%a    Locale’s abbreviated weekday name.     
%A    Locale’s full weekday name.     
%b    Locale’s abbreviated month name.     
%B    Locale’s full month name.     
%c    Locale’s appropriate date and time representation.     
%d    Day of the month as a decimal number [01,31].     
%H    Hour (24-hour clock) as a decimal number [00,23].     
%I    Hour (12-hour clock) as a decimal number [01,12].     
%j    Day of the year as a decimal number [001,366].     
%m    Month as a decimal number [01,12].     
%M    Minute as a decimal number [00,59].     
%p    Locale’s equivalent of either AM or PM.    (1)
%S    Second as a decimal number [00,61].    (2)
%U    Week number of the year (Sunday as the first day of the week) as a decimal number [00,53]. All days in a new year preceding the first Sunday are considered to be in week 0.    (3)
%w    Weekday as a decimal number [0(Sunday),6].     
%W    Week number of the year (Monday as the first day of the week) as a decimal number [00,53]. All days in a new year preceding the first Monday are considered to be in week 0.    (3)
%x    Locale’s appropriate date representation.     
%X    Locale’s appropriate time representation.     
%y    Year without century as a decimal number [00,99].     
%Y    Year with century as a decimal number.     
%z    Time zone offset indicating a positive or negative time difference from UTC/GMT of the form +HHMM or -HHMM, where H represents decimal hour digits and M represents decimal minute digits [-23:59, +23:59].     
%Z    Time zone name (no characters if no time zone exists).     
%%    A literal '%' character.

格式化字符串的时间格式

其中计算机认识的时间只能是'时间戳'格式，而程序员可处理的或者说人类能看懂的时间有: '格式化的时间字符串'，'结构化的时间' ，于是有了下图的转换关系

#--------------------------按图1转换时间
# localtime([secs])
# 将一个时间戳转换为当前时区的struct_time。secs参数未提供，则以当前时间为准。
time.localtime()
time.localtime(1473525444.037215)

# gmtime([secs]) 和localtime()方法类似，gmtime()方法是将一个时间戳转换为UTC时区（0时区）的struct_time。

# mktime(t) : 将一个struct_time转化为时间戳。
print(time.mktime(time.localtime()))#1473525749.0


# strftime(format[, t]) : 把一个代表时间的元组或者struct_time（如由time.localtime()和
# time.gmtime()返回）转化为格式化的时间字符串。如果t未指定，将传入time.localtime()。如果元组中任何一个
# 元素越界，ValueError的错误将会被抛出。
print(time.strftime("%Y-%m-%d %X", time.localtime()))#2016-09-11 00:49:56

# time.strptime(string[, format])
# 把一个格式化时间字符串转化为struct_time。实际上它和strftime()是逆操作。
print(time.strptime('2011-05-05 16:37:06', '%Y-%m-%d %X'))
#time.struct_time(tm_year=2011, tm_mon=5, tm_mday=5, tm_hour=16, tm_min=37, tm_sec=6,
#  tm_wday=3, tm_yday=125, tm_isdst=-1)
#在这个函数中，format默认为："%a %b %d %H:%M:%S %Y"。

#--------------------------按图2转换时间
# asctime([t]) : 把一个表示时间的元组或者struct_time表示为这种形式：'Sun Jun 20 23:21:05 1993'。
# 如果没有参数，将会将time.localtime()作为参数传入。
print(time.asctime())#Sun Sep 11 00:43:43 2016

# ctime([secs]) : 把一个时间戳（按秒计算的浮点数）转化为time.asctime()的形式。如果参数未给或者为
# None的时候，将会默认time.time()为参数。它的作用相当于time.asctime(time.localtime(secs))。
print(time.ctime())  # Sun Sep 11 00:46:38 2016
print(time.ctime(time.time()))  # Sun Sep 11 00:46:38 2016

2.2 random模块

import random
 
print(random.random())#(0,1)----float    大于0且小于1之间的小数
 
print(random.randint(1,3))  #[1,3]    大于等于1且小于等于3之间的整数
 
print(random.randrange(1,3)) #[1,3)    大于等于1且小于3之间的整数
 
print(random.choice([1,'23',[4,5]]))#1或者23或者[4,5]
 
print(random.sample([1,'23',[4,5]],2))#列表元素任意2个组合
 
print(random.uniform(1,3))#大于1小于3的小数，如1.927109612082716 
 
 
item=[1,3,5,7,9]
random.shuffle(item) #打乱item的顺序,相当于"洗牌"
print(item)

import random
def make_code(n):
    res=''
    for i in range(n):
        s1=chr(random.randint(65,90))
        s2=str(random.randint(0,9))
        res+=random.choice([s1,s2])
    return res

print(make_code(9))

生成随机验证码

2.3 OS模块

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.curdir  返回当前目录: ('.')
os.pardir  获取当前目录的父目录字符串名：('..')
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.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.environ  获取系统环境变量
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不存在，返回False
os.path.isabs(path)  如果path是绝对路径，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[, ...]])  将多个路径组合后返回，第一个绝对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存取时间
os.path.getmtime(path)  返回path所指向的文件或者目录的最后修改时间

在Linux和Mac平台上，该函数会原样返回path，在windows平台上会将路径中所有字符转换为小写，并将所有斜杠转换为饭斜杠。
>>> os.path.normcase('c:/windows\system32\')   
'c:\windows\system32\'   
   

规范化路径，如..和/
>>> os.path.normpath('c://windows\System32\../Temp/')   
'c:\windows\Temp'   

>>> a='/Users/jieli/test1/\a1/\\aa.py/../..'
>>> print(os.path.normpath(a))
/Users/jieli/test1

os路径处理
#方式一：推荐使用
import os
#具体应用
import os,sys
possible_topdir = os.path.normpath(os.path.join(
    os.path.abspath(__file__),
    os.pardir, #上一级
    os.pardir,
    os.pardir
))
sys.path.insert(0,possible_topdir)


#方式二：不推荐使用
os.path.dirname(os.path.dirname(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__))))

2.4 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)
sys.version        获取Python解释程序的版本信息
sys.maxint         最大的Int值
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

#=========知识储备==========
#进度条的效果
[#             ]
[##            ]
[###           ]
[####          ]

#指定宽度
print('[%-15s]' %'#')
print('[%-15s]' %'##')
print('[%-15s]' %'###')
print('[%-15s]' %'####')

#打印%
print('%s%%' %(100)) #第二个%号代表取消第一个%的特殊意义

#可传参来控制宽度
print('[%%-%ds]' %50) #[%-50s]
print(('[%%-%ds]' %50) %'#')
print(('[%%-%ds]' %50) %'##')
print(('[%%-%ds]' %50) %'###')


#=========实现打印进度条函数==========
import sys
import time

def progress(percent,width=50):
    if percent >= 1:
        percent=1
    show_str=('[%%-%ds]' %width) %(int(width*percent)*'#')
    print('
%s %d%%' %(show_str,int(100*percent)),file=sys.stdout,flush=True,end='')


#=========应用==========
data_size=1025
recv_size=0
while recv_size < data_size:
    time.sleep(0.1) #模拟数据的传输延迟
    recv_size+=1024 #每次收1024

    percent=recv_size/data_size #接收的比例
    progress(percent,width=70) #进度条的宽度70

打印进度条

2.5 subprocess模块

import  subprocess

'''
sh-3.2# ls /Users/egon/Desktop |grep txt$
mysql.txt
tt.txt
事物.txt
'''

res1=subprocess.Popen('ls /Users/jieli/Desktop',shell=True,stdout=subprocess.PIPE)
res=subprocess.Popen('grep txt$',shell=True,stdin=res1.stdout,
                 stdout=subprocess.PIPE)

print(res.stdout.read().decode('utf-8'))


#等同于上面,但是上面的优势在于,一个数据流可以和另外一个数据流交互,可以通过爬虫得到结果然后交给grep
res1=subprocess.Popen('ls /Users/jieli/Desktop |grep txt$',shell=True,stdout=subprocess.PIPE)
print(res1.stdout.read().decode('utf-8'))


#windows下:
# dir | findstr 'test*'
# dir | findstr 'txt$'
import subprocess
res1=subprocess.Popen(r'dir C:UsersAdministratorPycharmProjects	est函数备课',shell=True,stdout=subprocess.PIPE)
res=subprocess.Popen('findstr test*',shell=True,stdin=res1.stdout,
                 stdout=subprocess.PIPE)

print(res.stdout.read().decode('gbk')) #subprocess使用当前系统默认编码，得到结果为bytes类型，在windows下需要用gbk解码
#subprocess.call作用是创建一个新进程，并返回运行状态，shell=True，运行字符串，shell=False运行数组，成功运行状态0；
import subprocess
subprocess.call('ls /Users/momo/Desktop | grep .txt$', shell = True)

2.6 re模块

就其本质而言，正则表达式（或 RE）是一种小型的、高度专业化的编程语言，（在Python中）它内嵌在Python中，并通过 re 模块实现。正则表达式模式被编译成一系列的字节码，然后由用 C 编写的匹配引擎执行。

字符匹配（普通字符，元字符）：

1 普通字符：大多数字符和字母都会和自身匹配
              >>> re.findall('alvin','yuanaleSxalexwupeiqi')
                      ['alvin'] 

2 元字符：. ^ $ * + ? { } [ ] | ( )

元字符之. ^ $ * + ? { }

import re
 
ret=re.findall('a..in','helloalvin')
print(ret)#['alvin']
 
 
ret=re.findall('^a...n','alvinhelloawwwn')
print(ret)#['alvin']
 
 
ret=re.findall('a...n$','alvinhelloawwwn')
print(ret)#['awwwn']
 
 
ret=re.findall('a...n$','alvinhelloawwwn')
print(ret)#['awwwn']
 
 
ret=re.findall('abc*','abcccc')#贪婪匹配[0,+oo]  
print(ret)#['abcccc']
 
ret=re.findall('abc+','abccc')#[1,+oo]
print(ret)#['abccc']
 
ret=re.findall('abc?','abccc')#[0,1]
print(ret)#['abc']
 
 
ret=re.findall('abc{1,4}','abccc')
print(ret)#['abccc'] 贪婪匹配

注意：前面的*,+,?等都是贪婪匹配，也就是尽可能匹配，后面加?号使其变成惰性匹配

ret=re.findall('abc*?','abcccccc')
print(ret)#['ab']

元字符之字符集［］：

#--------------------------------------------字符集[]
ret=re.findall('a[bc]d','acd')
print(ret)#['acd']
 
ret=re.findall('[a-z]','acd')
print(ret)#['a', 'c', 'd']
 
ret=re.findall('[.*+]','a.cd+')
print(ret)#['.', '+']
 
#在字符集里有功能的符号: - ^ 
 
ret=re.findall('[1-9]','45dha3')
print(ret)#['4', '5', '3']
 
ret=re.findall('[^ab]','45bdha3')
print(ret)#['4', '5', 'd', 'h', '3']
 
ret=re.findall('[d]','45bdha3')
print(ret)#['4', '5', '3']

元字符之转义符

反斜杠后边跟元字符去除特殊功能,比如.
反斜杠后边跟普通字符实现特殊功能,比如d

d  匹配任何十进制数；它相当于类 [0-9]。
D 匹配任何非数字字符；它相当于类 [^0-9]。
s  匹配任何空白字符；它相当于类 [ fv]。
S 匹配任何非空白字符；它相当于类 [^ fv]。
w 匹配任何字母数字字符；它相当于类 [a-zA-Z0-9_]。
W 匹配任何非字母数字字符；它相当于类 [^a-zA-Z0-9_]
  匹配一个特殊字符边界，比如空格 ，&，＃等

ret=re.findall('I','I am LIST')
print(ret)#[]
ret=re.findall(r'I','I am LIST')
print(ret)#['I']

#-----------------------------eg1:
import re
ret=re.findall('cl','abcle')
print(ret)#[]
ret=re.findall('c\l','abcle')
print(ret)#[]
ret=re.findall('c\\l','abcle')
print(ret)#['c\l']
ret=re.findall(r'c\l','abcle')
print(ret)#['c\l']
 
#-----------------------------eg2:
#之所以选择是因为在ASCII表中是有意义的
m = re.findall('blow', 'blow')
print(m)
m = re.findall(r'blow', 'blow')
print(m)

元字符之分组()

m = re.findall(r'(ad)+', 'add')
print(m)
 
ret=re.search('(?P<id>d{2})/(?P<name>w{3})','23/com')
print(ret.group())#23/com
print(ret.group('id'))#23

元字符之 |

ret=re.search('(ab)|d','rabhdg8sd')
print(ret.group())#ab

re模块下的常用方法

import re
#1
re.findall('a','alvin yuan')    #返回所有满足匹配条件的结果,放在列表里
#2
re.search('a','alvin yuan').group()  #函数会在字符串内查找模式匹配,只到找到第一个匹配然后返回一个包含匹配信息的对象,该对象可以
                                     # 通过调用group()方法得到匹配的字符串,如果字符串没有匹配，则返回None。
 
#3
re.match('a','abc').group()     #同search,不过尽在字符串开始处进行匹配
 
#4
ret=re.split('[ab]','abcd')     #先按'a'分割得到''和'bcd',在对''和'bcd'分别按'b'分割
print(ret)#['', '', 'cd']
 
#5
ret=re.sub('d','abc','alvin5yuan6',1)
print(ret)#alvinabcyuan6
ret=re.subn('d','abc','alvin5yuan6')
print(ret)#('alvinabcyuanabc', 2)
 
#6
obj=re.compile('d{3}')
ret=obj.search('abc123eeee')
print(ret.group())#123
1
2
3
4
5
6
import re
ret=re.finditer('d','ds3sy4784a')
print(ret)        #<callable_iterator object at 0x10195f940>
 
print(next(ret).group())
print(next(ret).group())

import re
 
ret=re.findall('www.(baidu|oldboy).com','www.oldboy.com')
print(ret)#['oldboy']     这是因为findall会优先把匹配结果组里内容返回,如果想要匹配结果,取消权限即可
 
ret=re.findall('www.(?:baidu|oldboy).com','www.oldboy.com')
print(ret)#['www.oldboy.com']

import re

print(re.findall("<(?P<tag_name>w+)>w+</(?P=tag_name)>","<h1>hello</h1>"))
print(re.search("<(?P<tag_name>w+)>w+</(?P=tag_name)>","<h1>hello</h1>"))
print(re.search(r"<(w+)>w+</1>","<h1>hello</h1>"))

#匹配出所有的整数
import re

#ret=re.findall(r"d+{0}]","1-2*(60+(-40.35/5)-(-4*3))")
ret=re.findall(r"-?d+.d*|(-?d+)","1-2*(60+(-40.35/5)-(-4*3))")
ret.remove("")

print(ret)

参考：

https://www.cnblogs.com/yuanchenqi/articles/5732581.html