python 自动化之路 day 05

内容目录：

列表生成式、迭代器&生成器
装饰器
软件目录结构规范
模块初始
常用模块

1.列表生成式，迭代器&生成器

列表生成式

需求：列表[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9],要求把列表里的每个值加1

你可能会想到2种方式：

 1 >>> a
 2 [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
 3 >>> b = []
 4 >>> for i in a:b.append(i+1)
 5 ... 
 6 >>> b
 7 [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
 8 >>> a = b
 9 >>> a
10 [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

法 1

 1 >>> a
 2 [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
 3 >>> a = map(lambda x:x+1, a)
 4 >>> a
 5 <map object at 0x101d2c630>
 6 >>> for i in a:print(i)
 7 ... 
 8 3
 9 5
10 7
11 9
12 11

法 2

其实还有一种写法，如下

1 >>> a = [i+1 for i in range(10)]
2 >>> a
3 [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

装逼版

这就叫做列表生成

生成器

通过列表生成式，我们可以直接创建一个列表。但是，受到内存限制，列表容量肯定是有限的。而且，创建一个包含100万个元素的列表，不仅占用很大的存储空间，如果我们仅仅需要访问前面几个元素，那后面绝大多数元素占用的空间都白白浪费了。

所以，如果列表元素可以按照某种算法推算出来，那我们是否可以在循环的过程中不断推算出后续的元素呢？这样就不必创建完整的list，从而节省大量的空间。在Python中，这种一边循环一边计算的机制，称为生成器：generator。

要创建一个generator，有很多种方法。第一种方法很简单，只要把一个列表生成式的[]改成()，就创建了一个generator：

>>> L = [x * x for x in range(10)]
>>> L
[0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
>>> g = (x * x for x in range(10))
>>> g
<generator object <genexpr> at 0x1022ef630>

创建L和g的区别仅在于最外层的[]和()，L是一个list，而g是一个generator。

我们可以直接打印出list的每一个元素，但我们怎么打印出generator的每一个元素呢？

如果要一个一个打印出来，可以通过next()函数获得generator的下一个返回值：

>>> next(g)
0
>>> next(g)
1
>>> next(g)
4
>>> next(g)
9
>>> next(g)
16
>>> next(g)
25
>>> next(g)
36
>>> next(g)
49
>>> next(g)
64
>>> next(g)
81
>>> next(g)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
StopIteration

我们讲过，generator保存的是算法，每次调用next(g)，就计算出g的下一个元素的值，直到计算到最后一个元素，没有更多的元素时，抛出StopIteration的错误。

当然，上面这种不断调用next(g)实在是太变态了，正确的方法是使用for循环，因为generator也是可迭代对象：

>>> g = (x * x for x in range(10))
>>> for n in g:
...     print(n)
...
0
1
4
9
16
25
36
49
64
81

所以，我们创建了一个generator后，基本上永远不会调用next()，而是通过for循环来迭代它，并且不需要关心StopIteration的错误。

generator非常强大。如果推算的算法比较复杂，用类似列表生成式的for循环无法实现的时候，还可以用函数来实现。

比如，著名的斐波拉契数列（Fibonacci），除第一个和第二个数外，任意一个数都可由前两个数相加得到：

1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, ...

斐波拉契数列用列表生成式写不出来，但是，用函数把它打印出来却很容易：

def fib(max):
    n, a, b = 0, 0, 1
    while n < max:
        print(b)
        a, b = b, a + b
        n = n + 1
    return 'done'

注意，赋值语句：

a, b = b, a + b

相当于：

t = (b, a + b) # t是一个tuple
a = t[0]
b = t[1]

但不必显式写出临时变量t就可以赋值。

上面的函数可以输出斐波那契数列的前N个数：

>>> fib(10)
1
1
2
3
5
8
13
21
34
55
done

仔细观察，可以看出，fib函数实际上是定义了斐波拉契数列的推算规则，可以从第一个元素开始，推算出后续任意的元素，这种逻辑其实非常类似generator。

也就是说，上面的函数和generator仅一步之遥。要把fib函数变成generator，只需要把print(b)改为yield b就可以了：

def fib(max):
    n,a,b = 0,0,1

    while n < max:
        #print(b)
        yield  b
        a,b = b,a+b

        n += 1

    return 'done'

这就是定义generator的另一种方法。如果一个函数定义中包含yield关键字，那么这个函数就不再是一个普通函数，而是一个generator：

>>> f = fib(6)
>>> f
<generator object fib at 0x104feaaa0>

这里，最难理解的就是generator和函数的执行流程不一样。函数是顺序执行，遇到return语句或者最后一行函数语句就返回。而变成generator的函数，在每次调用next()的时候执行，遇到yield语句返回，再次执行时从上次返回的yield语句处继续执行。

data = fib(10)
print(data)

print(data.__next__())
print(data.__next__())
print("干点别的事")
print(data.__next__())
print(data.__next__())
print(data.__next__())
print(data.__next__())
print(data.__next__())

#输出
<generator object fib at 0x101be02b0>
1
1
干点别的事
2
3
5
8
13

在上面fib的例子，我们在循环过程中不断调用yield，就会不断中断。当然要给循环设置一个条件来退出循环，不然就会产生一个无限数列出来。

同样的，把函数改成generator后，我们基本上从来不会用next()来获取下一个返回值，而是直接使用for循环来迭代：

>>> for n in fib(6):
...     print(n)
...
1
1
2
3
5
8

但是用for循环调用generator时，发现拿不到generator的return语句的返回值。如果想要拿到返回值，必须捕获StopIteration错误，返回值包含在StopIteration的value中：

>>> g = fib(6)
>>> while True:
...     try:
...         x = next(g)
...         print('g:', x)
...     except StopIteration as e:
...         print('Generator return value:', e.value)
...         break
...
g: 1
g: 1
g: 2
g: 3
g: 5
g: 8
Generator return value: done

关于如何捕获错误，后面的错误处理还会详细讲解。

还可通过yield实现在单线程的情况下实现并发运算的效果　　

 1 import time
 2 def consumer(name):
 3     print("%s 准备吃包子啦!" %name)
 4     while True:
 5        baozi = yield
 6 
 7        print("包子[%s]来了,被[%s]吃了!" %(baozi,name))
 8 
 9 
10 def producer(name):
11     c = consumer('A')
12     c2 = consumer('B')
13     c.__next__()
14     c2.__next__()
15     print("老子开始准备做包子啦!")
16     for i in range(10):
17         time.sleep(1)
18         print("做了2个包子!")
19         c.send(i)
20         c2.send(i)
21 
22 producer("alex")

View Code

迭代器

我们已经知道，可以直接作用于for循环的数据类型有以下几种：

一类是集合数据类型，如list、tuple、dict、set、str等；

一类是generator，包括生成器和带yield的generator function。

这些可以直接作用于for循环的对象统称为可迭代对象：Iterable。

可以使用isinstance()判断一个对象是否是Iterable对象：

>>> from collections import Iterable
>>> isinstance([], Iterable)
True
>>> isinstance({}, Iterable)
True
>>> isinstance('abc', Iterable)
True
>>> isinstance((x for x in range(10)), Iterable)
True
>>> isinstance(100, Iterable)
False

而生成器不但可以作用于for循环，还可以被next()函数不断调用并返回下一个值，直到最后抛出StopIteration错误表示无法继续返回下一个值了。

*可以被next()函数调用并不断返回下一个值的对象称为迭代器：Iterator。

可以使用isinstance()判断一个对象是否是Iterator对象：

>>> from collections import Iterator
>>> isinstance((x for x in range(10)), Iterator)
True
>>> isinstance([], Iterator)
False
>>> isinstance({}, Iterator)
False
>>> isinstance('abc', Iterator)
False

生成器都是Iterator对象，但list、dict、str虽然是Iterable，却不是Iterator。

把list、dict、str等Iterable变成Iterator可以使用iter()函数：

>>> isinstance(iter([]), Iterator)
True
>>> isinstance(iter('abc'), Iterator)
True

你可能会问，为什么list、dict、str等数据类型不是Iterator？

这是因为Python的Iterator对象表示的是一个数据流，Iterator对象可以被next()函数调用并不断返回下一个数据，直到没有数据时抛出StopIteration错误。可以把这个数据流看做是一个有序序列，但我们却不能提前知道序列的长度，只能不断通过next()函数实现按需计算下一个数据，所以Iterator的计算是惰性的，只有在需要返回下一个数据时它才会计算。

Iterator甚至可以表示一个无限大的数据流，例如全体自然数。而使用list是永远不可能存储全体自然数的。

小结

凡是可作用于for循环的对象都是Iterable类型；

凡是可作用于next()函数的对象都是Iterator类型，它们表示一个惰性计算的序列；

集合数据类型如list、dict、str等是Iterable但不是Iterator，不过可以通过iter()函数获得一个Iterator对象。

Python的for循环本质上就是通过不断调用next()函数实现的，例如：

for x in [1, 2, 3, 4, 5]:
    pass

实际上完全等价于：

 1 # 首先获得Iterator对象:
 2 it = iter([1, 2, 3, 4, 5])
 3 # 循环:
 4 while True:
 5     try:
 6         # 获得下一个值:
 7         x = next(it)
 8     except StopIteration:
 9         # 遇到StopIteration就退出循环
10         break

2.装饰器

你是一家视频网站的后端开发工程师，你们网站有以下几个版块

def home():
    print("---首页----")
 
def america():
    print("----动作专区----")
 
def japan():
    print("----武侠专区----")
 
def henan():
    print("----魔幻专区----")

视频刚上线初期，为了吸引用户，你们采取了免费政策，所有视频免费观看，迅速吸引了一大批用户，免费一段时间后，每天巨大的带宽费用公司承受不了了，所以准备对比较受欢迎的几个版块收费，你拿到这个需求后，想了想，想收费得先让其进行用户认证，认证通过后，再判定这个用户是否是VIP付费会员就可以了，是VIP就让看，不是VIP就不让看就行了呗。你觉得这个需求很是简单，因为要对多个版块进行认证，那应该把认证功能提取出来单独写个模块，然后每个版块里调用就可以了，与是轻轻的就实现了下面的功能。

#_*_coding:utf-8_*_
 
 
user_status = False #用户登录了就把这个改成True
 
def login():
    _username = "alex" #假装这是DB里存的用户信息
    _password = "abc!23" #假装这是DB里存的用户信息
    global user_status
 
    if user_status == False:
        username = input("user:")
        password = input("pasword:")
 
        if username == _username and password == _password:
            print("welcome login....")
            user_status = True
        else:
            print("wrong username or password!")
    else:
        print("用户已登录，验证通过...")
 
def home():
    print("---首页----")
 
def america():
    login() #执行前加上验证
    print("----欧美专区----")
 
def japan():
    print("----日韩专区----")
 
def henan():
    login() #执行前加上验证
    print("----河南专区----")
 
 
 
home()
america()
henan()

此时你信心满满的把这个代码提交给你的TEAM LEADER审核，没成想，没过5分钟，代码就被打回来了， TEAM LEADER给你反馈是，我现在有很多模块需要加认证模块，你的代码虽然实现了功能，但是需要更改需要加认证的各个模块的代码，这直接违反了软件开发中的一个原则“开放-封闭”原则，简单来说，它规定已经实现的功能代码不允许被修改，但可以被扩展，即：

封闭：已实现的功能代码块
开放：对扩展开发

这个原则你还是第一次听说，我擦，再次感受了自己这个野生程序员与正规军的差距，BUT ANYWAY,老大要求的这个怎么实现呢？如何在不改原有功能代码的情况下加上认证功能呢？

高阶函数，就是把一个函数当做一个参数传给另外一个函数，我只需要写个认证方法，每次调用需要验证的功能时，直接把这个功能的函数名当做一个参数传给我的验证模块不就行了么

#_*_coding:utf-8_*_
 
 
user_status = False #用户登录了就把这个改成True
 
def login(func): #把要执行的模块从这里传进来
    _username = "alex" #假装这是DB里存的用户信息
    _password = "abc!23" #假装这是DB里存的用户信息
    global user_status
 
    if user_status == False:
        username = input("user:")
        password = input("pasword:")
 
        if username == _username and password == _password:
            print("welcome login....")
            user_status = True
        else:
            print("wrong username or password!")
 
    if user_status == True:
        func() # 看这里看这里，只要验证通过了，就调用相应功能
 
def home():
    print("---首页----")
 
def america():
    #login() #执行前加上验证
    print("----欧美专区----")
 
def japan():
    print("----日韩专区----")
 
def henan():
    #login() #执行前加上验证
    print("----河南专区----")
 
 
 
home()
login(america) #需要验证就调用 login，把需要验证的功能 当做一个参数传给login
# home()
# america()
login(henan)

你很开心，终于实现了老板的要求，不改变原功能代码的前提下，给功能加上了验证

你改变了调用方式呀，想一想，现在没每个需要认证的模块，都必须调用你的login()方法，并把自己的函数名传给你，人家之前可不是这么调用的，试想，如果有100个模块需要认证，那这100个模块都得更改调用方式，这么多模块肯定不止是一个人写的，让每个人再去修改调用方式才能加上认证

但问题是，如何即不改变原功能代码，又不改变原有调用方式，还能加上认证呢？

学过匿名函数没有？

def plus(n):
    return n+1
 
plus2 = lambda x:x+1

上面这两种写法是不是代表同样的意思？

我给lambda x:x+1 起了个名字叫plus2，是不是相当于def plus2(x) ?

给函数赋值变量名就像def func_name　是一样的效果，如下面的plus(n)函数，你调用时可以用plus名，还可以再起个其它名字，如

calc = plus
 
calc(n)

之前写的下面这段调用认证的代码

home()
login(america) #需要验证就调用 login，把需要验证的功能 当做一个参数传给login
# home()
# america()
login(henan)

你之所改变了调用方式，是因为用户每次调用时需要执行login(henan)，类似的。其实稍一改就可以了呀

home()
america = login(america)
henan = login(henan)

这样你，其它人调用henan时，其实相当于调用了login(henan), 通过login里的验证后，就会自动调用henan功能。

那用户调用时，应该是下面这个样子

home()
america = login(america) #你在这里相当于把america这个函数替换了
henan = login(henan)
 
#那用户调用时依然写
america()

但问题在于，还不等用户调用，你的america = login(america)就会先自己把america执行了

想实现一开始你写的america = login(america)不触发你函数的执行，只需要在这个login里面再定义一层函数，第一次调用america = login(america)只调用到外层login，这个login虽然会执行，但不会触发认证了，因为认证的所有代码被封装在login里层的新定义的函数里了，login只返回里层函数的函数名，这样下次再执行america()时，就会调用里层函数啦。。。

def login(func): #把要执行的模块从这里传进来
 
    def inner():#再定义一层函数
        _username = "alex" #假装这是DB里存的用户信息
        _password = "abc!23" #假装这是DB里存的用户信息
        global user_status
 
        if user_status == False:
            username = input("user:")
            password = input("pasword:")
 
            if username == _username and password == _password:
                print("welcome login....")
                user_status = True
            else:
                print("wrong username or password!")
 
        if user_status == True:
            func() # 看这里看这里，只要验证通过了，就调用相应功能
 
    return inner #用户调用login时，只会返回inner的内存地址，下次再调用时加上()才会执行inner函数

这是开发中一个常用的玩法，叫语法糖，官方名称“装饰器”，其实上面的写法，还可以更简单

可以把下面代码去掉

america = login(america) #你在这里相当于把america这个函数替换了

只在你要装饰的函数上面加上下面代码

@login
def america():
    #login() #执行前加上验证
    print("----欧美专区----")
 
def japan():
    print("----日韩专区----")
 
@login
def henan():
    #login() #执行前加上验证
    print("----河南专区----")

效果是一样的。

给你的“河南专区”版块加了个参数，然后，结果出错了。

怎么传个参数就不行了呢？

你调用henan时，其实是相当于调用的login，你的henan第一次调用时henan = login(henan)， login就返回了inner的内存地址，第2次用户自己调用henan("3p"),实际上相当于调用的时inner,但你的inner定义时并没有设置参数，但你给他传了个参数，所以自然就报错了

最终，你终于搞定了所有需求，完全遵循开放-封闭原则，最终代码如下。

第二2天早上，产品经理又提了新的需求，要允许用户选择用qq\weibo\weixin认证，此时的你，已深谙装饰器各种装逼技巧，轻松的就实现了新的需求。

 1 user_status = False
 2 def login(authtype):
 3     def outer(func):
 4         def inter():
 5             if authtype == 'qq':
 6                 _username = 'yang'
 7                 _password = 'abc123'
 8                 global  user_status
 9 
10                 if user_status == False:
11                     username = input("username: ")
12                     password = input("password: ")
13 
14                     if username == _username and password == _password:
15                         print("欢迎你，尊敬的VIP 。 ")
16                         user_status = True
17                     else:
18                         print("用户名或密码错误。 ")
19                 if user_status == True:
20                     func()
21             else:
22                 print("仅支持QQ。  ")
23         return  inter
24     return outer
25 def home():
26     print("---首页---")
27 @login('qq')
28 def amercia():
29     print("---欧美专区---")
30 
31 def japan():
32     print("---日韩专区---")
33 @login('weixin')
34 def henan():
35     print("---河南专区---")
36 
37 
38 home()
39 amercia()
40 japan()
41 henan()

View Code

3. 软件目录结构规范

为什么要设计好目录结构?

"设计项目目录结构"，就和"代码编码风格"一样，属于个人风格问题。对于这种风格上的规范，一直都存在两种态度:

一类同学认为，这种个人风格问题"无关紧要"。理由是能让程序work就好，风格问题根本不是问题。
另一类同学认为，规范化能更好的控制程序结构，让程序具有更高的可读性。

我是比较偏向于后者的，因为我是前一类同学思想行为下的直接受害者。我曾经维护过一个非常不好读的项目，其实现的逻辑并不复杂，但是却耗费了我非常长的时间去理解它想表达的意思。从此我个人对于提高项目可读性、可维护性的要求就很高了。"项目目录结构"其实也是属于"可读性和可维护性"的范畴，我们设计一个层次清晰的目录结构，就是为了达到以下两点:

可读性高: 不熟悉这个项目的代码的人，一眼就能看懂目录结构，知道程序启动脚本是哪个，测试目录在哪儿，配置文件在哪儿等等。从而非常快速的了解这个项目。
可维护性高: 定义好组织规则后，维护者就能很明确地知道，新增的哪个文件和代码应该放在什么目录之下。这个好处是，随着时间的推移，代码/配置的规模增加，项目结构不会混乱，仍然能够组织良好。

所以，我认为，保持一个层次清晰的目录结构是有必要的。更何况组织一个良好的工程目录，其实是一件很简单的事儿。

目录组织方式

关于如何组织一个较好的Python工程目录结构，已经有一些得到了共识的目录结构。在Stackoverflow的这个问题上，能看到大家对Python目录结构的讨论。

这里面说的已经很好了，我也不打算重新造轮子列举各种不同的方式，这里面我说一下我的理解和体会。

假设你的项目名为foo, 我比较建议的最方便快捷目录结构这样就足够了:

Foo/
|-- bin/
|   |-- foo
|
|-- foo/
|   |-- tests/
|   |   |-- __init__.py
|   |   |-- test_main.py
|   |
|   |-- __init__.py
|   |-- main.py
|
|-- docs/
|   |-- conf.py
|   |-- abc.rst
|
|-- setup.py
|-- requirements.txt
|-- README

简要解释一下:

bin/: 存放项目的一些可执行文件，当然你可以起名script/之类的也行。
foo/: 存放项目的所有源代码。(1) 源代码中的所有模块、包都应该放在此目录。不要置于顶层目录。(2) 其子目录tests/存放单元测试代码； (3) 程序的入口最好命名为main.py。
docs/: 存放一些文档。
setup.py: 安装、部署、打包的脚本。
requirements.txt: 存放软件依赖的外部Python包列表。
README: 项目说明文件。

除此之外，有一些方案给出了更加多的内容。比如LICENSE.txt,ChangeLog.txt文件等，我没有列在这里，因为这些东西主要是项目开源的时候需要用到。如果你想写一个开源软件，目录该如何组织，可以参考这篇文章。

下面，再简单讲一下我对这些目录的理解和个人要求吧。

关于README的内容

这个我觉得是每个项目都应该有的一个文件，目的是能简要描述该项目的信息，让读者快速了解这个项目。

它需要说明以下几个事项:

软件定位，软件的基本功能。
运行代码的方法: 安装环境、启动命令等。
简要的使用说明。
代码目录结构说明，更详细点可以说明软件的基本原理。
常见问题说明。

我觉得有以上几点是比较好的一个README。在软件开发初期，由于开发过程中以上内容可能不明确或者发生变化，并不是一定要在一开始就将所有信息都补全。但是在项目完结的时候，是需要撰写这样的一个文档的。

可以参考Redis源码中Readme的写法，这里面简洁但是清晰的描述了Redis功能和源码结构。

关于requirements.txt和setup.py

setup.py

一般来说，用setup.py来管理代码的打包、安装、部署问题。业界标准的写法是用Python流行的打包工具setuptools来管理这些事情。这种方式普遍应用于开源项目中。不过这里的核心思想不是用标准化的工具来解决这些问题，而是说，一个项目一定要有一个安装部署工具，能快速便捷的在一台新机器上将环境装好、代码部署好和将程序运行起来。

这个我是踩过坑的。

我刚开始接触Python写项目的时候，安装环境、部署代码、运行程序这个过程全是手动完成，遇到过以下问题:

安装环境时经常忘了最近又添加了一个新的Python包，结果一到线上运行，程序就出错了。
Python包的版本依赖问题，有时候我们程序中使用的是一个版本的Python包，但是官方的已经是最新的包了，通过手动安装就可能装错了。
如果依赖的包很多的话，一个一个安装这些依赖是很费时的事情。
新同学开始写项目的时候，将程序跑起来非常麻烦，因为可能经常忘了要怎么安装各种依赖。

setup.py可以将这些事情自动化起来，提高效率、减少出错的概率。"复杂的东西自动化，能自动化的东西一定要自动化。"是一个非常好的习惯。

setuptools的文档比较庞大，刚接触的话，可能不太好找到切入点。学习技术的方式就是看他人是怎么用的，可以参考一下Python的一个Web框架，flask是如何写的: setup.py

当然，简单点自己写个安装脚本（deploy.sh）替代setup.py也未尝不可。

requirements.txt

这个文件存在的目的是:

方便开发者维护软件的包依赖。将开发过程中新增的包添加进这个列表中，避免在setup.py安装依赖时漏掉软件包。
方便读者明确项目使用了哪些Python包。

这个文件的格式是每一行包含一个包依赖的说明，通常是flask>=0.10这种格式，要求是这个格式能被pip识别，这样就可以简单的通过 pip install -r requirements.txt来把所有Python包依赖都装好了。具体格式说明：点这里。

关于配置文件的使用方法

注意，在上面的目录结构中，没有将`conf.py`放在源码目录下，而是放在`docs/`目录下。

很多项目对配置文件的使用做法是:

配置文件写在一个或多个python文件中，比如此处的conf.py。
项目中哪个模块用到这个配置文件就直接通过import conf这种形式来在代码中使用配置。

这种做法我不太赞同:

这让单元测试变得困难（因为模块内部依赖了外部配置）
另一方面配置文件作为用户控制程序的接口，应当可以由用户自由指定该文件的路径。
程序组件可复用性太差，因为这种贯穿所有模块的代码硬编码方式，使得大部分模块都依赖conf.py这个文件。

所以，我认为配置的使用，更好的方式是，

模块的配置都是可以灵活配置的，不受外部配置文件的影响。
程序的配置也是可以灵活控制的。

能够佐证这个思想的是，用过nginx和mysql的同学都知道，nginx、mysql这些程序都可以自由的指定用户配置。

所以，不应当在代码中直接import conf来使用配置文件。上面目录结构中的conf.py，是给出的一个配置样例，不是在写死在程序中直接引用的配置文件。可以通过给main.py启动参数指定配置路径的方式来让程序读取配置内容。当然，这里的conf.py你可以换个类似的名字，比如settings.py。或者你也可以使用其他格式的内容来编写配置文件，比如settings.yaml之类的。

4.模块初始

模块，用一砣代码实现了某个功能的代码集合。

类似于函数式编程和面向过程编程，函数式编程则完成一个功能，其他代码用来调用即可，提供了代码的重用性和代码间的耦合。而对于一个复杂的功能来，可能需要多个函数才能完成（函数又可以在不同的.py文件中），n个 .py 文件组成的代码集合就称为模块。

如：os 是系统相关的模块；file是文件操作相关的模块

模块分为三种：

自定义模块
内置标准模块（又称标准库）
开源模块 (https://pypi.python.org/pypi)

如何在py文件中引入自定义模块？

import os

from os import time

通过：

1 for i in sys.path:
2     print(i)

我们可以得到模块路径。

在pycharm中自动帮我们把pychram的路径加进去了。

但是在windows 系统执行的时候是不会把pychram的路径加进去的。

这时候我们需要手工添加进去：

1 import  sys
2 import  os
3 BaseDir = os.path.dirname(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)))
4 # #__file__是取文件的相对路径
5 # os.path.abspath()是取文件的绝对路径
6 # os.path.dirname()是取文件的上级路径
7 sys.path.append(BaseDir)

python2中

目录里没有__init__,那就只是一个目录，目录是不可以被导入的。

有__init__，那这个目录就变成了包 = "package"

no matter py2 or py3 , only the package can be imported

howere, in py 3 ,the directory will also be treated as package,

__init__.pi in py3 is not mandatory.

5.常用模块

5.1、OS

提供对操作系统进行调用的接口：

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"\t\n",Linux下为"\n"
os.pathsep    输出用于分割文件路径的字符串
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

5.2、sys

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
sys.stdout.write('please:') 标准输出
val = sys.stdin.readline()[:-1] 标准输入

Python进度条实现：

1 import  time
2 import  sys
3 for i in range(20):
4     time.sleep(0.1)
5     sys.stdout.write('>')
6     sys.stdout.flush()

5.3 序列化模块

把内存对象转化成字符串的格式就叫序列化。

把字符串转化成对应的内存对象就叫反序列化。

序列化的作用就是持久化内存数据对象。

Python中用于序列化的两个模块：

json 跨平台跨语言的数据传输格式，用于【字符串】和【python基本数据类型】间进行转换
pickle python内置的数据传输格式，多用于二进制形式，用于【python特有的类型】和【python基本数据类型】间进行转换

所有的语言都支持 json 。

Json模块提供了四个功能：dumps、dump、loads、load

pickle模块提供了四个功能：dumps、dump、loads、load

#pickle.dumps将数据通过特殊的形式转换为只有python能识别的字符串
import pickle
data={'k1':123,'k2':'hello'}
p_str=pickle.dumps(data)
print(p_str)      ------->b'\x80\x03}q\x00(X\x02\x00\x00\x00k2q\x01X\x05\x00\x00\x00helloq\x02X\x02\x00\x00\x00k1q\x03K{u.'
s = pickle.loads(p_str)
print(s)       -------->{'k2': 'hello', 'k1': 123}
#pickle.dump将数据通过特殊的形式转换为只有python认识的字符串，并写入文件
with open('db','w') as fp:
    pickle.dump(data,fp)

json实例
#json.loads()#将字符串转换成python基本数据类型，注：里面一定要是双引号，外面是单引号
import json
s='{"name":"tina","age":"18"}'
l='[1,2,3,4]'
r=json.loads(l)
w=json.loads(s)
print(r,type(r))
print(w,type(w))
############执行结果如下：###########
[1, 2, 3, 4] <class 'list'>
{'age': '18', 'name': 'tina'} <class 'dict'>
#json.dumps()将python的基本数据类型转换成字符串
a={"name":"tina","age":"18"}
b=json.dumps(a)
print(b,type(b))
#############执行结果如下：##########
{"age": "18", "name": "tina"} <class 'str'>

#不带s的是对文件进行操作
dic = {'k1':123,'k2':345}
a=json.dump(dic,open('db','w'))
print(a,type(a))
#读内容
#字符串转换成字典
r=json.load(open('db','r'))
print(r,type(r))
#############执行结果如下：##########
写入db文件中的内容即为dict
{'k2': 345, 'k1': 123} <class 'dict'>

作业

作业需求：

模拟实现一个ATM + 购物商城程序

额度 15000或自定义
实现购物商城，买东西加入购物车，最后结账的时候调用信用卡接口结账
可以提现，手续费5%，最多只能取信用额度的一半
支持多账户登录，每个用户信息独立
支持账户间转账
记录每月日常消费流水，记录 date shop_name transaction_type intrest（手续费）
提供还款接口
ATM记录操作日志
提供管理接口，包括添加账户、用户额度，冻结账户等。。。
用户认证用装饰器




程序介绍:
    实现ATM常用功能
    功能全部用python的基础知识实现,用到了time\os\sys\json\open\logging\函数\模块知识, 主要帮给大家一个简单的模块化编程的示例

程序结构:
day5-atm/
├── README
├── atm #ATM主程目录
│   ├── __init__.py
│   ├── bin #ATM 执行文件 目录
│   │   ├── __init__.py
│   │   ├── atm.py  #ATM 执行程序
│   │   └── manage.py #ATM 管理端,未实现
│   ├── conf #配置文件
│   │   ├── __init__.py
│   │   └── settings.py
│   ├── core #主要程序逻辑都 在这个目录 里
│   │   ├── __init__.py
│   │   ├── accounts.py  #用于从文件里加载和存储账户数据
│   │   ├── auth.py      #用户认证模块
│   │   ├── db_handler.py   #数据库连接引擎
│   │   ├── logger.py       #日志记录模块
│   │   ├── main.py         #主逻辑交互程序
│   │   └── transaction.py  #记账\还钱\取钱等所有的与账户金额相关的操作都 在这
│   ├── db  #用户数据存储的地方
│   │   ├── __init__.py
│   │   ├── account_sample.py #生成一个初始的账户数据 ,把这个数据 存成一个 以这个账户id为文件名的文件,放在accounts目录 就行了,程序自己去会这里找
│   │   └── accounts #存各个用户的账户数据 ,一个用户一个文件
│   │       └── 1234.json #一个用户账户示例文件
│   └── log #日志目录
│       ├── __init__.py
│       ├── access.log #用户访问和操作的相关日志
│       └── transactions.log    #所有的交易日志
└── shopping_mall #电子商城程序,需单独实现
    └── __init__.py

posted @ 2016-11-06 14:27 杨小愚阅读(282) 评论(0) 编辑收藏举报

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