[ python ] 常用模块
collections 模块
在内置数据类型（dict、list、set、tuple）的基础上，collections模块还提供了几个额外的数据类型：
- nametuple: 生成可以使用名字来访问元素内容的tuple
- deque: 双端队列，可以快速的从另外一侧追加和推出对象
- OrderedDict: 计数器，主要用来计数
- defaultdict: 有序字典
- Counter: 带有默认值的字典
nametuple
我们知道tuple可以表示不变集合，例如，一个点的二维坐标就可以表示成：
>>> t = (1,2)
但是，看到(1, 2)，很难看出这个tuple是用来表示一个坐标的。
这时，namedtuple就派上了用场：
In [1]: from collections import namedtuple
In [2]: Point = namedtuple('Point', ['x', 'y'])
In [3]: p = Point(1, 2)
In [4]: p
Out[4]: Point(x=1, y=2)
In [5]: p.x
Out[5]: 1
In [6]: p.y
Out[6]: 2
类似的，如果要用坐标和半径表示一个圆，也可以用namedtuple定义：
#namedtuple('名称', [属性list]):
Circle = namedtuple('Circle', ['x', 'y', 'r'])
使用该属性还可以运用在纸牌游戏中，花色和数字才能确定的表示一张牌。
deque
使用list存储数据时，按索引访问元素很快，但是插入和删除元素就很慢了。因为list是线性存储，数据量大的时候，插入和删除效率很低。
deque是为了高效实现插入和删除操作的双向列表，适合用于队列和栈：
deque除了实现list的append()和pop()外，还支持appendleft()和popleft()，这样就可以非常高效地往头部添加或删除元素。
OrderedDict
使用dict时，key是无序的。在对dict做迭代时，我们无法确定key的顺序
如果要保持key的顺序，可以用OrderDict:
In [29]: from collections import OrderedDict
In [30]: d = dict([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)])
In [31]: d # d 是无序的字典
Out[31]: {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}
In [32]: od = OrderedDict([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)])
In [33]: od # od 是有序的字典
Out[33]: OrderedDict([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)])
注意，OrderDict 的key会按照插入的顺序排序，不是key本身排序：
In [35]: od['z'] = 1 In [36]: od['y'] = 2 In [37]: od['x'] = 3 In [38]: od.keys() # 按照插入的Key的顺序返回 Out[38]: odict_keys(['z', 'y', 'x'])
定义的OrderDict使用方式和普通的字典一样，只是比普通的字典多了一个有序的功能
defaultdict
有如下值集合 [11,22,33,44,55,66,77,88,99,90...]，将所有大于 66 的值保存至字典的第一个key中，将小于 66 的值保存至第二个key的值中。
即： {'k1': 大于66 , 'k2': 小于66}
values = [11, 22, 33, 44, 55, 66, 77, 88, 99, 90] my_dict = {} for value in values: if value > 60: if 'k1' in my_dict: my_dict['k1'].append(value) else: my_dict['k1'] = [value, ] elif value < 60: if 'k2' in my_dict: my_dict['k2'].append(value) else: my_dict['k2'] = [value, ] print(my_dict)
from collections import defaultdict values = [11, 22, 33,44,55,66,77,88,99,90] my_dict = defaultdict(list) # 设置字典中，每个元素都是一个list，list的key值由下面随意定义 for value in values: if value > 60: my_dict['k1'].append(value) elif value < 60: my_dict['k2'].append(value) print(my_dict) print(my_dict['aaaaaaa']) # 随意定义的key值都会对应一个list # 执行结果： # [] # defaultdict(<class 'list'>, {'k1': [66, 77, 88, 99, 90], 'asdfadfasdf': [], 'k2': [11, 22, 33, 44, 55]})
使用dict时，如果引用的Key不存在，就会抛出KeyError。如果希望key不存在时，返回一个默认值，就可以用defaultdict：
注意：使用 defaultdict 设置默认值是无法使用常量的，如果要设置常量为默认值，需要借助 lambda来设置，如下：
In [39]: from collections import defaultdict In [40]: dd = defaultdict(lambda: 'N/A') # 借助 lambda 来设置常量 'N/A' In [41]: dd['key1'] = 'abc' In [43]: dd['key1'] # 'key1'存在 Out[43]: 'abc' In [44]: dd['key2'] # 'key2'不存在则返回默认值 Out[44]: 'N/A'
Counter
Counter类的目的是用来跟踪值出现的次数。它是一个无序的容器类型，以字典的键值对形式存储，其中元素作为key，其计数作为value。计数值可以是任意的interger（包括0和负数）。
In [45]: from collections import Counter
In [46]: c = Counter('adfasdfawrsadfadfasdfzcv')
In [47]: print(c) # 统计每个字符出现的次数并生成一个字典类型
Counter({'a': 6, 'f': 5, 'd': 5, 's': 3, 'w': 1, 'c': 1, 'v': 1, 'r': 1, 'z': 1})
In [48]: print(c['a']) # 可以单独获取某个字符的次数，使用方法和字典取值一样
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时间模块：time
和时间有关系的我们就要用时间模块。在使用模块之前，应该首先导入这个模块。
#常用方法 1.time.sleep(secs) (线程)推迟指定的时间运行。单位为秒。 2.time.time() 获取当前时间戳
表示时间的三种方式：
在python中，通常有这三种方式来表示时间：时间戳、元组、格式化的时间字符串：
（1）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。
（2）格式化的时间字符串（Format String）：'1990-12-06'
%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
（3）元组（struct_time）：struct_time元组共有9个元素：（年、月、日、时、分、秒，一年中第几周，一年中第几天等）
首先，我们先导入time模块，来认识一下python中表示时间的几种格式：
In [1]: from collections import namedtuple
In [49]: import time
In [50]: time.time()
Out[50]: 1539398412.6536071 # 时间戳
In [51]: time.strftime('%Y%m%d %X')
Out[51]: '20181013 10:40:40' # 格式化时间
In [52]: time.localtime()
Out[52]: time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=10, tm_mday=13, tm_hour=10, tm_min=40, tm_sec=47, tm_wday=5, tm_yday=286, tm_isdst=0) # 结构化时间
小结：时间戳是计算机能够识别的时间；时间字符串是人能够看懂的时间；元组则是用来操作时间的
三种格式之间的转换
In [6]: time.localtime(1500000000)
Out[6]: time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=7, tm_mday=14, tm_hour=10, tm_min=40, tm_sec=0, tm_wday=4, tm_yday=195, tm_isdst=0)
In [7]: time.mktime(time.localtime(1500000000))
Out[7]: 1500000000.0
In [12]: time.strftime('%Y%m%d %H:%M:%S', time.localtime(1500000000)) Out[12]: '20170714 10:40:00'
In [14]: time.strptime('20170714 10:40:00', '%Y%m%d %H:%M:%S') Out[14]: time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=7, tm_mday=14, tm_hour=10, tm_min=40, tm_sec=0, tm_wday=4, tm_yday=195, tm_isdst=-1)
In [16]: time.asctime(time.localtime(1500000000)) Out[16]: 'Fri Jul 14 10:40:00 2017'
In [17]: time.ctime(1500000000) Out[17]: 'Fri Jul 14 10:40:00 2017'
作业：
计算2008-1-1 00:00:00 到现在过去了几年几月几日几时几分几秒
import time true_time = time.strptime('2008-1-1 00:00:00', '%Y-%m-%d %H:%M:%S') now_time = time.localtime(time.time()) print('2008-现在过去了%d年%d月%d日%d时%d分%d秒' % (now_time.tm_year - true_time.tm_year, now_time.tm_mon - true_time.tm_mon, now_time.tm_mday - true_time.tm_mday, now_time.tm_hour - true_time.tm_hour, now_time.tm_min - true_time.tm_min, now_time.tm_sec - true_time.tm_sec))
随机模块：random模块
# 随机小数 In [2]: random.random() Out[2]: 0.2835506853671552 # 大于0且小于1之间的小数 In [3]: random.uniform(1,3) # 大于1小于3的小数 Out[3]: 2.6577326276294753
# 随机整数 In [4]: random.randint(1,5) # 大于等于1且小于等于5之间的整数 Out[4]: 2 In [5]: random.randrange(1, 10, 2) # 大于等于1且小于10之间的奇数 Out[5]: 9
# 随机选择一个返回 In [6]: random.choice([1, '23', [4,5]]) # 1或者23或者[4,5] Out[6]: [4, 5] # 随机选择多个返回，返回的个数为函数的第二个参数 In [7]: random.sample([1, '23', [4,5]],2) # 列表元素任意2个组合 Out[7]: [[4, 5], 1]
# 打乱列表顺序 In [9]: item = [1, 3, 5, 7, 9] In [10]: random.shuffle(item) # 打乱次序 In [11]: item Out[11]: [3, 9, 1, 5, 7] In [12]: random.shuffle(item) In [13]: item Out[13]: [9, 5, 1, 3, 7]
作业：
随机生成验证码。
import random def v_code(): code = '' for i in range(5): num = random.randint(0,9) alf = chr(random.randint(65, 90)) add = random.choice([num, alf]) code += str(add) # code = ''.join([code, str(add)]) return code print(v_code())
操作系统相关模块：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
注意：os.stat('path/filename') 获取文件/目录信息 的结构说明
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（详细信息参见平台的文档）。
os模块的属性
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'
python解释器环境相关：sys模块
sys模块是与python解释器交互的一个接口
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
