常⽤模块 (一)

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.
　　引入模块的⽅式:
　　    1. import 模块
　　    2. from xxx import 模块
　　关于这两种写法. 我们后⾯还要继续介绍. 在之前的学习中, 我们已经⽤过了⼀些基本的
模块了. 比如, random, os, sys, collections等等. 那我们⽬前⽤到的所有模块都是python内
置的模块.不需要额外安装. 在后⾯学习⾼级框架的内容的时候. 可能需要我们⾃⾏安装⼀些
第三⽅提供的模块.
⼆. collections模块
　　collections模块主要封装了⼀些关于集合类的相关操作. 比如, 我们学过的Iterable,
Iterator等等. 除了这些以外, collections还提供了⼀些除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是⼀个计数器. 主要⽤来计数
　　计算⼀个字符串中每个字符出现的次数:

 

low:
s = "alex like pig"
dic = {}
for c in s:
 dic[c] = dic.get(c, 0) + 1
print(dic)
nb:
s = "alex like pig"
print(Counter(s)) # 获取到的结果可以像字典⼀样进⾏使⽤ [key]
 

2. deque 双向队列. 

　　(重点)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: FIFO. 先进先出 -> 买火⻋票排队, 所有排队的场景

　　由于python没有给出Stack模块. 所以我们⾃⼰⼿动写⼀个粗略版本(注意, 此版本有严
重的并发问题)

class StackEmptyError(Exception):
 pass
class StackFullError(Exception):
 pass
class Stack:
 def __init__(self, size):
 self.index = 0
 self.size = size
 self.lst = []
 
 def pop(self):
 if self.index > 0:
 ret = self.lst[self.index]
 return ret
 else:
 raise StackEmptyError("stack has already empty")
 
 def push(self, el):
 if self.index > self.size:
 raise StackFullError("stack is full")
 else:
 self.lst[self.index] = el
 self.index = self.index + 1
 
 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

队列: python提供了queue模块. 使⽤起来非常⽅便

import queue
q = queue.Queue()
q.put("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("包⻉尔")
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) 这是⼀个元组. 同
时. 我们还可以认为这是⼀个点坐标. 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不存在的时候. 会⾃动执⾏构造⽅法中传递的内容. 

三. time 时间模块(重点)
　　时间模块是我们要熟记的. 到后⾯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时间. 等等.

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

　　此时, 我们已经获取到了系统时间, 但是这个时间....看不懂. 怎么办呢. 需要对时间进
⾏格式化. 那这样就引出了另⼀种时间的格式. 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.....⼀⼤堆东⻄.
　　时间戳我们已经⻅过了就是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
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
print(time.mktime(t)) # 转换成时间戳

　　以上两段代码. 必须记住. 

　　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⼩数
print(random.uniform(3, 10)) # 3-10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23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（详细信息参⻅平台的⽂档）。

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