Python基础之模块以及5大模块的使用

内容梗概:
    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


1.模块的简单认识
定义:
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

2. 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.
另外,collections还提供了一些除了基本据类型以外的数据集合类型.Counter,deque,OrderDict,defaultdict以及namedtuple

2.1 counter(counter主要用于计数)
实例1:

from collections import Counter
s = "i have a dream,do you konw ?"
dic = {}
for el in s:
    dic[el] = dic.setdefault(el,0) + 1
print(dic)

sum = Counter(s)
print(sum)
for el in sum:
    print(el,sum[el])

2.22. 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 -> 买火车票排队, 所有排队的场景

栈: python没有给出Stack模块.所以我写了一个粗略版本(注意,此版本有严重的并发问题)
实例:

class StackFullError(Exception):
    pass
class StackEmptyError(Exception):
    pass

class Stack():
    def __init__(self,size):
        self.size = size
        self.lis = []
        self.index = 0
    def push(self,item):
        if self.index >= self.size:
            raise StackFullError("The Stack is full")
        self.lis.insert(self.index,item)
        self.index += 1
    def pop(self):
        if self.index == 0:
            raise StackEmptyError("The Stack is empty")
        self.index -= 1
        s = self.lis.pop()
        return s

队列: python提供了queue模块. 使用起来非常方便
实例:

import queue
q = queue.Queue()
q._put("王大锤")
q.put("王尼玛")
print(q.get())
print(q.get())
print(q.get())   #若队列里面的元素取完了,会阻塞在这里.直到有元素进来才会往前走"

deque:双向队列,属于collections
实例:

from collections import deque
q = deque()
q.append("仙都酱板鸭")
q.append("久久丫")
q.appendleft("周黑鸭")
q.appendleft("绝味鸭脖")
print(q)
print(q.pop())
print(q.popleft())
print(q.popleft())
print(q.popleft())

2.3. 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.
实例

from collections import namedtuple
point = namedtuple("point1",["x","y"])
p = point(2,4)
print(p)

2.4. orderdict和defaultdict
orderdict:有序字典 在Python中基本不用了,因为其顺序3.6以后的字典一样的
defaultdict:默认值字典

from collections import defaultdict
lst= [11,22,33,44,55,66,77,88,99]
d = defaultdict(list)      #defaultdict(可被调用的对象)   括号内必须为可被调用的对象
for el in lst:
    if el < 66:
        d["key1"].append(el) # key1默认是不存在的. 但是可以拿key1. 一个空列表.
    else:
        d["key2"].append(el)
print(d)

tip:如何让默认返回值是字符串??  用函数!!!!

from collections import defaultdict
def func():
    return "周黑鸭"
d = defaultdict(func)
print(d["哈哈"])
print(d)

3. 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
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.....一大堆东⻄西.

获取时间戳
import time
print(time.time())  # 1538927647.483177 系统时间 不能展示给客户

格式化时间
import time
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

结构化时间:
print(time.localtime())

结果:
import time
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)

时间戳和格式化时间之间如何转换??

从时间戳 -> 格式化时间
import time
t = time.localtime(1542513992) # 时区   gmtime() 格林尼治时间. 根据不同时区时间local或qm
print(t)
str_time = time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", t)   #时间戳转为格式化时间
print(str_time)

用户输入一个时间. 变成时间戳
格式化时间 -> 时间戳
格式化时间->结构化时间
import time
2018-11-18 12:06:32
s = "2018-11-18 12:06:32"
t = time.strptime(s, "%Y-%m-%d %H:%M:%S") # 结构化时间 string parse time
print(t)
# 结构化时间 -> 时间戳
ss = time.mktime(t)
print(ss)

那有如何计算时间差呢?

begin = "2018-11-14 16:30:00"
end = "2018-11-14 18:00:00"   # 时间差  1小时30分
# 格式化时间->结构化时间
begin_struct_time = time.strptime(begin, "%Y-%m-%d %H:%M:%S")
end_stract_time = time.strptime(end, "%Y-%m-%d %H:%M:%S")
#结构化时间->时间戳
begin_second = time.mktime(begin_struct_time)
end_second = time.mktime(end_stract_time)

# 秒级的时间差   180000
#用时间戳计算出时间差(秒)
diff_time_sec = abs(begin_second - end_second)

# 转换成分钟
diff_min = int(diff_time_sec//60)
print(diff_min)

diff_hour = diff_min//60  # 1
diff_min_1 = diff_min % 60 # 30
# 变成想要的时间格式
print("时间差是 %s小时%s分钟" % (diff_hour, diff_min_1))

tips:格式化时间和时间戳之间的转化和时间差的计算很重要,一定要会写!!!


4. 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())        #随机生成小数
print(random.randint(1,4))         #随机生成范围内的整数
print(random.uniform(1,10))           #随机生成范围内的小数
print(random.randrange(1,10,2))    #随机生成范围内的根据步长取值的整数
print(random.choice([1, 10, 2,"嘿嘿"]))  # 随机取[]内的值
print(random.sample([1, 10, 2,"嘿嘿"],3))  #随机抽取列表内元素进行随机组合,组合个数根据后面填的值决定
lst = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
random.shuffle(lst)                      # 随机打乱顺序
print(lst)

5. os模块
os:
os.makedirs('dirname1/dirname5') # 创建文件夹目录结构
os.removedirs('dirname1/dirname5')  # 删除文件夹, 如果文件夹内没有东西。 就可以删除。 否则报错

os.mkdir('dirname/哈哈')  # mkdir如果父级目录不存在。 报错
os.rmdir('dirname') # 删除文件夹

print(os.listdir('../')) # 获取到文件夹内的所有内容. 递归

print(os.stat('dirname')) # linux

os.system("dir") # 直接执行命令行程序
s = os.popen("dir").read()
print(s)

print(os.getcwd() ) # 当前程序所在的文件夹

os.path:
print(os.path.abspath("../day020 继承") ) # 获取绝对路径
print(os.path.split("D:\python_workspace\day020 继承")) # 拆分路径 ('D:\\python_workspace', 'day020 继承')
print(os.path.dirname("D:\python_workspace\day020 继承")) # D:\python_workspace
print(os.path.basename("D:\python_workspace\day020 继承")) # day020 继承

print(os.path.exists("dirname")) # 判断文件是否存在
print(os.path.isabs("D:\python_workspace\day020 继承")) # 是否是绝对路径
print(os.path.isfile("01 今日主要内容")) # 是否是文件
print(os.path.isdir("dirname")) # 是否是文件夹
print(os.path.getsize("01 今日主要内容") ) # 文件大小

特殊属性:
os.sep 输出操作系统特定的路路径分隔符，win下为"\\",Linux下为"/"
          print("c:"+os.sep+"胡辣汤") # \\/  文件路径的分隔符
os.linesep 输出当前平台使⽤用的行终止符，win下为"\r\n",Linux下为"\n"
os.pathsep 输出⽤于分割⽂文件路径的字符串串 win下为;   Linux下为 :
os.name 输出字符串串指示当前使⽤用平台。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: 所有者的⽤用户ID。
st_gid: 所有者的组ID。
st_size: 普通⽂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

tips:os 和 sys中比较重要的两个模块用法
    1.os.sep 文件路径分隔符
    2.sys.path  python查找模块的路径