Python学习笔记——基础篇【第五周】——模块

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
• 内置模块
• 开源模块

自定义模块

1、定义模块

情景一：

　　

情景二：

　　

情景三：

　　

2、导入模块

Python之所以应用越来越广泛，在一定程度上也依赖于其为程序员提供了大量的模块以供使用，如果想要使用模块，则需要导入。导入模块有一下几种方法：

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import module from module.xx.xx import xx from module.xx.xx import xx as rename   from module.xx.xx import *

导入模块其实就是告诉Python解释器去解释那个py文件

• 导入一个py文件，解释器解释该py文件
• 导入一个包，解释器解释该包下的 __init__.py 文件

那么问题来了，导入模块时是根据那个路径作为基准来进行的呢？即：sys.path

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import sys print sys.path    结果： ['/Users/wupeiqi/PycharmProjects/calculator/p1/pp1', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/setuptools-15.2-py2.7.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/distribute-0.6.28-py2.7.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/MySQL_python-1.2.4b4-py2.7-macosx-10.10-x86_64.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/xlutils-1.7.1-py2.7.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/xlwt-1.0.0-py2.7.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/xlrd-0.9.3-py2.7.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/tornado-4.1-py2.7-macosx-10.10-x86_64.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/backports.ssl_match_hostname-3.4.0.2-py2.7.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/certifi-2015.4.28-py2.7.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/pyOpenSSL-0.15.1-py2.7.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/six-1.9.0-py2.7.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/cryptography-0.9.1-py2.7-macosx-10.10-x86_64.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/cffi-1.1.1-py2.7-macosx-10.10-x86_64.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/ipaddress-1.0.7-py2.7.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/enum34-1.0.4-py2.7.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/pyasn1-0.1.7-py2.7.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/idna-2.0-py2.7.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/pycparser-2.13-py2.7.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/Django-1.7.8-py2.7.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/paramiko-1.10.1-py2.7.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/gevent-1.0.2-py2.7-macosx-10.10-x86_64.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/greenlet-0.4.7-py2.7-macosx-10.10-x86_64.egg', '/Users/wupeiqi/PycharmProjects/calculator', '/usr/local/Cellar/python/2.7.9/Frameworks/Python.framework/Versions/2.7/lib/python27.zip', '/usr/local/Cellar/python/2.7.9/Frameworks/Python.framework/Versions/2.7/lib/python2.7', '/usr/local/Cellar/python/2.7.9/Frameworks/Python.framework/Versions/2.7/lib/python2.7/plat-darwin', '/usr/local/Cellar/python/2.7.9/Frameworks/Python.framework/Versions/2.7/lib/python2.7/plat-mac', '/usr/local/Cellar/python/2.7.9/Frameworks/Python.framework/Versions/2.7/lib/python2.7/plat-mac/lib-scriptpackages', '/usr/local/Cellar/python/2.7.9/Frameworks/Python.framework/Versions/2.7/lib/python2.7/lib-tk', '/usr/local/Cellar/python/2.7.9/Frameworks/Python.framework/Versions/2.7/lib/python2.7/lib-old', '/usr/local/Cellar/python/2.7.9/Frameworks/Python.framework/Versions/2.7/lib/python2.7/lib-dynload', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages', '/Library/Python/2.7/site-packages']

如果sys.path路径列表没有你想要的路径，可以通过 sys.path.append('路径') 添加。
通过os模块可以获取各种目录，例如：

开源模块

一、下载安装

下载安装有两种方式：

注：在使用源码安装时，需要使用到gcc编译和python开发环境，所以，需要先执行：

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yum install gcc yum install python-devel 或 apt-get python-dev

安装成功后，模块会自动安装到 sys.path 中的某个目录中，如：

1	/usr/lib/python2.7/site-packages/

二、导入模块

同自定义模块中导入的方式

三、模块 paramiko

paramiko是一个用于做远程控制的模块，使用该模块可以对远程服务器进行命令或文件操作，值得一说的是，fabric和ansible内部的远程管理就是使用的paramiko来现实。

1、下载安装

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# pycrypto，由于 paramiko 模块内部依赖pycrypto，所以先下载安装pycrypto   # 下载安装 pycrypto wget http://files.cnblogs.com/files/wupeiqi/pycrypto-2.6.1.tar.gz tar -xvf pycrypto-2.6.1.tar.gz cd pycrypto-2.6.1 python setup.py build python setup.py install   # 进入python环境，导入Crypto检查是否安装成功   # 下载安装 paramiko wget http://files.cnblogs.com/files/wupeiqi/paramiko-1.10.1.tar.gz tar -xvf paramiko-1.10.1.tar.gz cd paramiko-1.10.1 python setup.py build python setup.py install   # 进入python环境，导入paramiko检查是否安装成功

2、使用模块

内置模块

一、os

用于提供系统级别的操作

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

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二、sys

用于提供对解释器相关的操作

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:')
val = sys.stdin.readline()[:-1]

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三、hashlib 

用于加密相关的操作，代替了md5模块和sha模块，主要提供 SHA1, SHA224, SHA256, SHA384, SHA512 ，MD5 算法

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import hashlib   # ######## md5 ########   hash = hashlib.md5() hash.update('admin') print hash.hexdigest()   # ######## sha1 ########   hash = hashlib.sha1() hash.update('admin') print hash.hexdigest()   # ######## sha256 ########   hash = hashlib.sha256() hash.update('admin') print hash.hexdigest()     # ######## sha384 ########   hash = hashlib.sha384() hash.update('admin') print hash.hexdigest()   # ######## sha512 ########   hash = hashlib.sha512() hash.update('admin') print hash.hexdigest()

以上加密算法虽然依然非常厉害，但时候存在缺陷，即：通过撞库可以反解。所以，有必要对加密算法中添加自定义key再来做加密。

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import hashlib   # ######## md5 ########   hash = hashlib.md5('898oaFs09f') hash.update('admin') print hash.hexdigest()

还不够吊？python 还有一个 hmac 模块，它内部对我们创建 key 和 内容 再进行处理然后再加密

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import hmac h = hmac.new('wueiqi') h.update('hellowo') print h.hexdigest()

不能再牛逼了！！！

四、json 和 pickle 

用于序列化的两个模块

• json，用于字符串 和 python数据类型间进行转换
• pickle，用于python特有的类型 和 python的数据类型间进行转换

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

五、执行系统命令 

可以执行shell命令的相关模块和函数有：

• os.system
• os.spawn*
• os.popen*          --废弃
• popen2.*           --废弃
• commands.*      --废弃，3.x中被移除

以上执行shell命令的相关的模块和函数的功能均在 subprocess 模块中实现，并提供了更丰富的功能。

call 

执行命令，返回状态码

1 2	ret = subprocess.call(["ls", "-l"], shell=False) ret = subprocess.call("ls -l", shell=True)

shell = True ，允许 shell 命令是字符串形式

check_call

执行命令，如果执行状态码是 0 ，则返回0，否则抛异常

1 2	subprocess.check_call(["ls", "-l"]) subprocess.check_call("exit 1", shell=True)

check_output

执行命令，如果状态码是 0 ，则返回执行结果，否则抛异常

1 2	subprocess.check_output(["echo", "Hello World!"]) subprocess.check_output("exit 1", shell=True)

subprocess.Popen(...)

用于执行复杂的系统命令

参数：

• args：shell命令，可以是字符串或者序列类型（如：list，元组）
• bufsize：指定缓冲。0 无缓冲,1 行缓冲,其他 缓冲区大小,负值 系统缓冲
• stdin, stdout, stderr：分别表示程序的标准输入、输出、错误句柄
• preexec_fn：只在Unix平台下有效，用于指定一个可执行对象（callable object），它将在子进程运行之前被调用
• close_sfs：在windows平台下，如果close_fds被设置为True，则新创建的子进程将不会继承父进程的输入、输出、错误管道。
  所以不能将close_fds设置为True同时重定向子进程的标准输入、输出与错误(stdin, stdout, stderr)。
• shell：同上
• cwd：用于设置子进程的当前目录
• env：用于指定子进程的环境变量。如果env = None，子进程的环境变量将从父进程中继承。
• universal_newlines：不同系统的换行符不同，True -> 同意使用 \n
• startupinfo与createionflags只在windows下有效
  将被传递给底层的CreateProcess()函数，用于设置子进程的一些属性，如：主窗口的外观，进程的优先级等等

终端输入的命令分为两种：

• 输入即可得到输出，如：ifconfig
• 输入进行某环境，依赖再输入，如：python

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六、shutil

高级的 文件、文件夹、压缩包 处理模块

shutil.copyfileobj(fsrc, fdst[, length])
将文件内容拷贝到另一个文件中，可以部分内容

shutil.copyfile(src, dst)
拷贝文件

shutil.copymode(src, dst)
仅拷贝权限。内容、组、用户均不变

shutil.copystat(src, dst)
拷贝状态的信息，包括：mode bits, atime, mtime, flags

shutil.copy(src, dst)
拷贝文件和权限

shutil.copy2(src, dst)
拷贝文件和状态信息

shutil.ignore_patterns(*patterns)
shutil.copytree(src, dst, symlinks=False, ignore=None)
递归的去拷贝文件

例如：copytree(source, destination, ignore=ignore_patterns('*.pyc', 'tmp*'))

shutil.rmtree(path[, ignore_errors[, onerror]])
递归的去删除文件

shutil.move(src, dst)
递归的去移动文件

shutil.make_archive(base_name, format,...)

创建压缩包并返回文件路径，例如：zip、tar

• base_name： 压缩包的文件名，也可以是压缩包的路径。只是文件名时，则保存至当前目录，否则保存至指定路径，
  如：www                        =>保存至当前路径
  如：/Users/wupeiqi/www =>保存至/Users/wupeiqi/
• format： 压缩包种类，“zip”, “tar”, “bztar”，“gztar”
• root_dir： 要压缩的文件夹路径（默认当前目录）
• owner： 用户，默认当前用户
• group： 组，默认当前组
• logger： 用于记录日志，通常是logging.Logger对象

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#将 /Users/wupeiqi/Downloads/test 下的文件打包放置当前程序目录   import shutil ret = shutil.make_archive("wwwwwwwwww", 'gztar', root_dir='/Users/wupeiqi/Downloads/test')     #将 /Users/wupeiqi/Downloads/test 下的文件打包放置 /Users/wupeiqi/目录 import shutil ret = shutil.make_archive("/Users/wupeiqi/wwwwwwwwww", 'gztar', root_dir='/Users/wupeiqi/Downloads/test')

shutil 对压缩包的处理是调用 ZipFile 和 TarFile 两个模块来进行的，详细：

七、ConfigParser

用于对特定的配置进行操作，当前模块的名称在 python 3.x 版本中变更为 configparser。

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# 注释1 ; 注释2   [section1] k1 = v1 k2:v2   [section2] k1 = v1

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import ConfigParser   config = ConfigParser.ConfigParser() config.read('i.cfg')   # ########## 读 ########## #secs = config.sections() #print secs #options = config.options('group2') #print options   #item_list = config.items('group2') #print item_list   #val = config.get('group1','key') #val = config.getint('group1','key')   # ########## 改写 ########## #sec = config.remove_section('group1') #config.write(open('i.cfg', "w"))   #sec = config.has_section('wupeiqi') #sec = config.add_section('wupeiqi') #config.write(open('i.cfg', "w"))     #config.set('group2','k1',11111) #config.write(open('i.cfg', "w"))   #config.remove_option('group2','age') #config.write(open('i.cfg', "w"))

八、logging

用于便捷记录日志且线程安全的模块

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import logging     logging.basicConfig(filename='log.log',                     format='%(asctime)s - %(name)s - %(levelname)s -%(module)s:  %(message)s',                     datefmt='%Y-%m-%d %H:%M:%S %p',                     level=10)   logging.debug('debug') logging.info('info') logging.warning('warning') logging.error('error') logging.critical('critical') logging.log(10,'log')

对于等级：

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CRITICAL = 50 FATAL = CRITICAL ERROR = 40 WARNING = 30 WARN = WARNING INFO = 20 DEBUG = 10 NOTSET = 0

只有大于当前日志等级的操作才会被记录。

对于格式，有如下属性可是配置：

九、time

时间相关的操作，时间有三种表示方式：

• 时间戳               1970年1月1日之后的秒，即：time.time()
• 格式化的字符串    2014-11-11 11:11，    即：time.strftime('%Y-%m-%d')
• 结构化时间          元组包含了：年、日、星期等... time.struct_time    即：time.localtime()

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print time.time() print time.mktime(time.localtime())    print time.gmtime()    #可加时间戳参数 print time.localtime() #可加时间戳参数 print time.strptime('2014-11-11', '%Y-%m-%d')    print time.strftime('%Y-%m-%d') #默认当前时间 print time.strftime('%Y-%m-%d',time.localtime()) #默认当前时间 print time.asctime() print time.asctime(time.localtime()) print time.ctime(time.time())    import datetime ''' datetime.date：表示日期的类。常用的属性有year, month, day datetime.time：表示时间的类。常用的属性有hour, minute, second, microsecond datetime.datetime：表示日期时间 datetime.timedelta：表示时间间隔，即两个时间点之间的长度 timedelta([days[, seconds[, microseconds[, milliseconds[, minutes[, hours[, weeks]]]]]]]) strftime("%Y-%m-%d") ''' import datetime print datetime.datetime.now() print datetime.datetime.now() - datetime.timedelta(days=5)

 

十、re 

re模块用于对python的正则表达式的操作。

字符：

　　. 匹配除换行符以外的任意字符
　　\w 匹配字母或数字或下划线或汉字
　　\s 匹配任意的空白符
　　\d 匹配数字
　　\b 匹配单词的开始或结束
　　^ 匹配字符串的开始
　　$ 匹配字符串的结束

次数：

　　* 重复零次或更多次
　　+ 重复一次或更多次
　　? 重复零次或一次
　　{n} 重复n次
　　{n,} 重复n次或更多次
　　{n,m} 重复n到m次

IP：
^(25[0-5]|2[0-4]\d|[0-1]?\d?\d)(\.(25[0-5]|2[0-4]\d|[0-1]?\d?\d)){3}$
手机号：
^1[3|4|5|8][0-9]\d{8}$

1、match(pattern, string, flags=0)

从起始位置开始根据模型去字符串中匹配指定内容，匹配单个

• 正则表达式
• 要匹配的字符串
• 标志位，用于控制正则表达式的匹配方式

import re

obj = re.match('\d+', '123uuasf')
if obj:
    print obj.group()

2、search(pattern, string, flags=0)

根据模型去字符串中匹配指定内容，匹配单个

import re

obj = re.search('\d+', 'u123uu888asf')
if obj:
    print obj.group()

3、group和groups

a = "123abc456"
print re.search("([0-9]*)([a-z]*)([0-9]*)", a).group()

print re.search("([0-9]*)([a-z]*)([0-9]*)", a).group(0)
print re.search("([0-9]*)([a-z]*)([0-9]*)", a).group(1)
print re.search("([0-9]*)([a-z]*)([0-9]*)", a).group(2)

print re.search("([0-9]*)([a-z]*)([0-9]*)", a).groups()

4、findall(pattern, string, flags=0)

上述两中方式均用于匹配单值，即：只能匹配字符串中的一个，如果想要匹配到字符串中所有符合条件的元素，则需要使用 findall。

import re

obj = re.findall('\d+', 'fa123uu888asf')
print obj

5、sub(pattern, repl, string, count=0, flags=0)

用于替换匹配的字符串

content = "123abc456"
new_content = re.sub('\d+', 'sb', content)
# new_content = re.sub('\d+', 'sb', content, 1)
print new_content

相比于str.replace功能更加强大

6、split(pattern, string, maxsplit=0, flags=0)

根据指定匹配进行分组

content = "'1 - 2 * ((60-30+1*(9-2*5/3+7/3*99/4*2998+10*568/14))-(-4*3)/(16-3*2) )'"
new_content = re.split('\*', content)
# new_content = re.split('\*', content, 1)
print new_content

content = "'1 - 2 * ((60-30+1*(9-2*5/3+7/3*99/4*2998+10*568/14))-(-4*3)/(16-3*2) )'"
new_content = re.split('[\+\-\*\/]+', content)
# new_content = re.split('\*', content, 1)
print new_content

inpp = '1-2*((60-30 +(-40-5)*(9-2*5/3 + 7 /3*99/4*2998 +10 * 568/14 )) - (-4*3)/ (16-3*2))'
inpp = re.sub('\s*','',inpp)
new_content = re.split('\(([\+\-\*\/]?\d+[\+\-\*\/]?\d+){1}\)', inpp, 1)
print new_content

相比于str.split更加强大  

实例：计算器源码

十一、random

随机数

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mport random print random.random() print random.randint(1,2) print random.randrange(1,10)

随机验证码实例：

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import random checkcode = '' for i in range(4):     current = random.randrange(0,4)     if current != i:         temp = chr(random.randint(65,90))     else:         temp = random.randint(0,9)     checkcode += str(temp) print checkcode