Python全栈之路---day08（包和模块一）
认识模块
什么是模块？
常见的场景：一个模块就是一个包含了python定义和声明的文件，文件名就是模块名字加上.py的后缀。
但其实import加载的模块分为四个通用类别：
1 使用python编写的代码（.py文件）
2 已被编译为共享库或DLL的C或C++扩展
3 包好一组模块的包
4 使用C编写并链接到python解释器的内置模块
为何要使用模块？
如果你退出python解释器然后重新进入，那么你之前定义的函数或者变量都将丢失，因此我们通常将程序写到文件中以便永久保存下来，需要时就通过python test.py方式去执行，此时test.py被称为脚本script。
随着程序的发展，功能越来越多，为了方便管理，我们通常将程序分成一个个的文件，这样做程序的结构更清晰，方便管理。这时我们不仅仅可以把这些文件当做脚本去执行，还可以把他们当做模块来导入到其他的模块中，实现了功能的重复利用
模块的导入与使用
import
我们先新建 一个新的模块my_module以及文件my_module.py
#my_module.py
print('from the my_module.py') money=1000 def read1(): print('my_module->read1->money',money) def read2(): print('my_module->read2 calling read1') read1() def change(): global money money=0
模块可以包含可执行的语句和函数的定义，这些语句的目的是初始化模块，它们只在模块名第一次遇到导入import语句时才执行（import语句是可以在程序中的任意位置使用的,且针对同一个模块可以import多次,为了防止你重复导入，python的优化手段是：第一次导入后就将模块名加载到内存了，后续的import语句仅是对已经加载大内存中的模块对象增加了一次引用，不会重新执行模块内的语句），如下 ：
#demo.py #只在第一次导入时才执行my_module.py内代码 import my_module #from the my_module.py import my_module import my_module import my_module import my_module
每个模块都是一个独立的名称空间，定义在这个模块中的函数，把这个模块的名称空间当做全局名称空间，这样我们在编写自己的模块时，就不用担心我们定义在自己模块中全局变量会在被导入时，与使用者的全局变量冲突
money与my_module.money不冲突
import my_module money=10 print(my_module.money) ''' from the my_module.py 1000 '''
read1与my_module.read1不冲突
import my_module def read1(): print('********') my_module.read1() ''' from the my_module.py my_module->read1->money 1000 '''
执行my_module.change()操作的全局变量money仍然是my_module中的
import my_module money=1 my_module.change() print(money) ''' from the my_module.py 1 '''
PS：首次导入模块my_module时：
1.为源文件(my_module模块)创建新的名称空间，在my_module中定义的函数和方法若是使用到了global时访问的就是这个名称空间。
2.在新创建的命名空间中执行模块中包含的代码，见初始导入import my_module
3.创建名字my_module来引用该命名空间
实际应用中我们也可以为模块名起别名：
example one：有两中sql模块mysql和oracle，根据用户的输入，选择不同的sql功能
#mysql.py def sqlparse(): print('from mysql sqlparse') #oracle.py def sqlparse(): print('from oracle sqlparse') #test.py db_type=input('>>: ') if db_type == 'mysql': import mysql as db elif db_type == 'oracle': import oracle as db db.sqlparse()
example two：为已经导入的模块起别名的方式对编写可扩展的代码很有用，假设有两个模块xmlreader.py和csvreader.py，它们都定义了函数read_data(filename):用来从文件中读取一些数据，但采用不同的输入格式。可以编写代码来选择性地挑选读取模块
if file_format == 'xml': import xmlreader as reader elif file_format == 'csv': import csvreader as reader data=reader.read_date(filename)
我们也可以在一行中同时导入多个模块：
import sys,os,re
from...import...
对比import my_module，会将源文件的名称空间'my_module'带到当前名称空间中，使用时必须是my_module.名字的方式
而from 语句相当于import，也会创建新的名称空间，但是将my_module中的名字直接导入到当前的名称空间中，在当前名称空间中，直接使用名字就可以了、
from my_module import read1,read2
这样在当前位置直接使用read1和read2就好了，执行时，仍然以my_module.py文件全局名称空间
#测试一：导入的函数read1，执行时仍然回到my_module.py中寻找全局变量money #demo.py from my_module import read1 money=1000 read1() ''' 执行结果: from the my_module.py spam->read1->money 1000 ''' #测试二:导入的函数read2，执行时需要调用read1(),仍然回到my_module.py中找read1() #demo.py from my_module import read2 def read1(): print('==========') read2() ''' 执行结果: from the my_module.py my_module->read2 calling read1 my_module->read1->money 1000 '''
如果当前有重名read1或者read2，那么会有覆盖效果。
#测试三:导入的函数read1，被当前位置定义的read1覆盖掉了 #demo.py from my_module import read1 def read1(): print('==========') read1() ''' 执行结果: from the my_module.py ========== '''
需要特别强调的一点是：python中的变量赋值不是一种存储操作，而只是一种绑定关系，如下：
from my_module import money,read1 money=100 #将当前位置的名字money绑定到了100 print(money) #打印当前的名字 read1() #读取my_module.py中的名字money,仍然为1000 ''' from the my_module.py my_module->read1->money 1000 '''
同时该结构也支持as
from my_module import read1 as read
也支持同时导入多行
1 from my_module import (read1, 2 read2, 3 money)
from my_module import * 把my_module中所有的不是以下划线(_)开头的名字都导入到当前位置，大部分情况下我们的python程序不应该使用这种导入方式，因为*你不知道你导入什么名字，很有可能会覆盖掉你之前已经定义的名字。而且可读性极其的差，在交互式环境中导入时没有问题。
from my_module import * #将模块my_module中所有的名字都导入到当前名称空间 print(money) print(read1) print(read2) print(change) ''' 执行结果: from the my_module.py <function read1 at 0x1012e8158> <function read2 at 0x1012e81e0> <function change at 0x1012e8268> '''
在my_module.py中新增一行
__all__=['money','read1'] #这样在另外一个文件中用from my_module import *就这能导入列表中规定的两个名字
*如果my_module.py中的名字前加_,即_money，则from my_module import *,则_money不能被导入
关于模块的加载和修改：
考虑到性能的原因，每个模块只被导入一次,放入字典sys.modules中，如果你改变了模块的内容，你必须重启程序，python不支持重新加载或卸载之前导入的模块，
有的同学可能会想到直接从sys.modules中删除一个模块不就可以卸载了吗，注意了，你删了sys.modules中的模块对象仍然可能被其他程序的组件所引用，因而不会被清除。
特别的对于我们引用了这个模块中的一个类，用这个类产生了很多对象，因而这些对象都有关于这个模块的引用。
如果只是你想交互测试的一个模块，使用 importlib.reload(), e.g. import importlib; importlib.reload(modulename)，这只能用于测试环境。
把模板当做脚本执行
我们可以通过模块的全局变量__name__来查看模块名：
当做脚本运行：
__name__ 等于'__main__'
当做模块导入：
__name__= 模块名
作用：用来控制.py文件在不同的应用场景下执行不同的逻辑
if __name__ == '__main__':
def fib(n): a, b = 0, 1 while b < n: print(b, end=' ') a, b = b, a+b print() if __name__ == "__main__": print(__name__) num = input('num :') fib(int(num))
模板搜索路径
python解释器在启动时会自动加载一些模块，可以使用sys.modules查看
在第一次导入某个模块时（比如my_module），会先检查该模块是否已经被加载到内存中（当前执行文件的名称空间对应的内存），如果有则直接引用
如果没有，解释器则会查找同名的内建模块，如果还没有找到就从sys.path给出的目录列表中依次寻找my_module.py文件。
所以总结模块的查找顺序是：内存中已经加载的模块->内置模块->sys.path路径中包含的模块
sys.path的初始化的值来自于：
The directory containing the input script (or the current directory when no file is specified).
PYTHONPATH (a list of directory names, with the same syntax as the shell variable PATH).
The installation-dependent default.
需要特别注意的是：我们自定义的模块名不应该与系统内置模块重名。虽然每次都说，但是仍然会有人不停的犯错。
编译python文件
为了提高加载模块的速度，强调强调强调：提高的是加载速度而绝非运行速度。python解释器会在__pycache__目录中下缓存每个模块编译后的版本，格式为：module.version.pyc。通常会包含python的版本号。例如，在CPython3.3版本下，my_module.py模块会被缓存成__pycache__/my_module.cpython-33.pyc。这种命名规范保证了编译后的结果多版本共存。
Python检查源文件的修改时间与编译的版本进行对比，如果过期就需要重新编译。这是完全自动的过程。并且编译的模块是平台独立的，所以相同的库可以在不同的架构的系统之间共享，即pyc使一种跨平台的字节码，类似于JAVA火.NET,是由python虚拟机来执行的，但是pyc的内容跟python的版本相关，不同的版本编译后的pyc文件不同，2.5编译的pyc文件不能到3.5上执行，并且pyc文件是可以反编译的，因而它的出现仅仅是用来提升模块的加载速度的。
python解释器在以下两种情况下不检测缓存
1 如果是在命令行中被直接导入模块，则按照这种方式，每次导入都会重新编译，并且不会存储编译后的结果（python3.3以前的版本应该是这样）
python -m my_module.py
2 如果源文件不存在，那么缓存的结果也不会被使用，如果想在没有源文件的情况下来使用编译后的结果，则编译后的结果必须在源目录下
提示：
1.模块名区分大小写，foo.py与FOO.py代表的是两个模块
2.你可以使用-O或者-OO转换python命令来减少编译模块的大小
-O转换会帮你去掉assert语句 -OO转换会帮你去掉assert语句和__doc__文档字符串 由于一些程序可能依赖于assert语句或文档字符串，你应该在在确认需要的情况下使用这些选项。
-O转换会帮你去掉assert语句 -OO转换会帮你去掉assert语句和__doc__文档字符串 由于一些程序可能依赖于assert语句或文档字符串，你应该在在确认需要的情况下使用这些选项。
3.在速度上从.pyc文件中读指令来执行不会比从.py文件中读指令执行更快，只有在模块被加载时，.pyc文件才是更快的
4.只有使用import语句是才将文件自动编译为.pyc文件，在命令行或标准输入中指定运行脚本则不会生成这类文件，因而我们可以使用compieall模块为一个目录中的所有模块创建.pyc文件
模块可以作为一个脚本（使用python -m compileall）编译Python源
python -m compileall /module_directory 递归着编译
如果使用python -O -m compileall /module_directory -l则只一层
命令行里使用compile()函数时，自动使用python -O -m compileall
详见：https://docs.python.org/3/library/compileall.html#module-compileall
了解
包
包是一种通过使用‘.模块名’来组织python模块名称空间的方式。
１. 无论是import形式还是from...import形式，凡是在导入语句中（而不是在使用时）遇到带点的，都要第一时间提高警觉：这是关于包才有的导入语法
2. 包是目录级的（文件夹级），文件夹是用来组成py文件（包的本质就是一个包含__init__.py文件的目录）
3. import导入文件时，产生名称空间中的名字来源于文件，import 包，产生的名称空间的名字同样来源于文件，即包下的__init__.py，导入包本质就是在导入该文件
强调：
1. 在python3中，即使包下没有__init__.py文件，import 包仍然不会报错，而在python2中，包下一定要有该文件，否则import 包报错
2. 创建包的目的不是为了运行，而是被导入使用，记住，包只是模块的一种形式而已，包即模块
包A和包B下有同名模块也不会冲突，如A.a与B.a来自俩个命名空间
创建目录：
import os os.makedirs('glance/api') os.makedirs('glance/cmd') os.makedirs('glance/db') l = [] l.append(open('glance/__init__.py','w')) l.append(open('glance/api/__init__.py','w')) l.append(open('glance/api/policy.py','w')) l.append(open('glance/api/versions.py','w')) l.append(open('glance/cmd/__init__.py','w')) l.append(open('glance/cmd/manage.py','w')) l.append(open('glance/db/models.py','w')) l.append(open('glance/db/__init__.py','w')) map(lambda f:f.close() ,l)
目录结构：
文件内容:
#policy.py def get(): print('from policy.py') #versions.py def create_resource(conf): print('from version.py: ',conf) #manage.py def main(): print('from manage.py') #models.py def register_models(engine): print('from models.py: ',engine)
注意事项
1.关于包相关的导入语句也分为import和from ... import ...两种，但是无论哪种，无论在什么位置，在导入时都必须遵循一个原则：凡是在导入时带点的，点的左边都必须是一个包，否则非法。可以带有一连串的点，如item.subitem.subsubitem,但都必须遵循这个原则。
2.对于导入后，在使用时就没有这种限制了，点的左边可以是包,模块，函数，类(它们都可以用点的方式调用自己的属性)。
3.对比import item 和from item import name的应用场景：
如果我们想直接使用name那必须使用后者。
import
我们在与包glance同级别的文件中测试
import glance.db.models glance.db.models.register_models('mysql') #from models.py: mysql
from...import...
需要注意的是from后import导入的模块，必须是明确的一个不能带点，否则会有语法错误，如：from a import b.c是错误语法
我们在与包glance同级别的文件中测试
from glance.db import models models.register_models('mysql') #from models.py: mysql from glance.db.models import register_models register_models('mysql') #from models.py: mysql
__init__.py文件
不管是哪种方式，只要是第一次导入包或者是包的任何其他部分，都会依次执行包下的__init__.py文件(我们可以在每个包的文件内都打印一行内容来验证一下)，这个文件可以为空，但是也可以存放一些初始化包的代码。
from glance.api import *
在讲模块时，我们已经讨论过了从一个模块内导入所有*，此处我们研究从一个包导入所有*。
此处是想从包api中导入所有，实际上该语句只会导入包api下__init__.py文件中定义的名字，我们可以在这个文件中定义__all___:
#在__init__.py中定义
x=10
def func():
print('from api.__init.py')
__all__=['x','func','policy']
此时我们在于glance同级的文件中执行from glance.api import *就导入__all__中的内容（versions仍然不能导入）。
glance/ ├── __init__.py ├── api │ ├── __init__.py __all__ = ['policy','versions'] │ ├── policy.py │ └── versions.py ├── cmd __all__ = ['manage'] │ ├── __init__.py │ └── manage.py └── db __all__ = ['models'] ├── __init__.py └── models.py from glance.api import * policy.get() from glance.api import *
绝对导入与相对导入
我们的最顶级包glance是写给别人用的，然后在glance包内部也会有彼此之间互相导入的需求，这时候就有绝对导入和相对导入两种方式：
绝对导入：以glance作为起始
相对导入：用.或者..的方式最为起始（只能在一个包中使用，不能用于不同目录内）
例如：我们在glance/api/version.py中想要导入glance/cmd/manage.py
在glance/api/version.py #绝对导入 from glance.cmd import manage manage.main() #相对导入 from ..cmd import manage manage.main()
测试结果：注意一定要在于glance同级的文件中测试
from glance.api import versions
特别需要注意的是：可以用import导入内置或者第三方模块（已经在sys.path中），但是要绝对避免使用import来导入自定义包的子模块(没有在sys.path中)，应该使用from... import ...的绝对或者相对导入,且包的相对导入只能用from的形式。
单独导入包
单独导入包名称时不会导入包中所有包含的所有子模块，如
#在与glance同级的test.py中 import glance glance.cmd.manage.main() ''' 执行结果： AttributeError: module 'glance' has no attribute 'cmd' '''
解决方法：
1 #glance/__init__.py 2 from . import cmd 3 4 #glance/cmd/__init__.py 5 from . import manage
执行：
1 #在于glance同级的test.py中 2 import glance 3 glance.cmd.manage.main()
千万别问：__all__不能解决吗，__all__是用于控制from...import *
常用模块一
collections模块
在现有的内置数据类型（dict、list、set、tuple）基础上，collections模块还提供了几个额外的数据类型：namedtuple、deque、counter、orderedDict、defaultdict
1.namedtuple: 生成可以使用名字来访问元素内容的tuple
2.deque: 双端队列，可以快速的从另外一侧追加和推出对象
3.Counter: 计数器，主要用来计数
4.OrderedDict: 有序字典
5.defaultdict: 带有默认值的字典
namedtuple
我们之前已经学习过tuple，用于表示一个不可变的集合，例如将一个点的二维坐标表示成（1,2），但是单从（1,2）这个形式上看是很难知道它是一个坐标点的。此时，namedtuple就派上了用场
from collections import namedtuple #namedtuple('名称',[属性list]) Point=namedtuple('Point',['x','y']) p=Point(1,2) print(p.x,p.y) #1 2 Circle=namedtuple('Circlr',['x','y','r']) c=Circle(2,3,2) print(c.x,c.y,c.r) #2 3 2
deque
我们之前使用list 存储的数据用于访问时可以通过索引来进行，然而插入和删除元素的速度就很慢了，因为list是线性存储的，当数据量较大的时候，插入和删除的效率就很低。deque就是为了高效实现插入和删除操作的双向列表，适合用于栈和队列
from collections import deque q=deque(['a','b','c']) q.append('x') q.appendleft('y') print(q) #deque(['y', 'a', 'b', 'c', 'x']) print(q.pop()) #x print(q) #deque(['y', 'a', 'b', 'c']) print(q.popleft()) #y print(q) #deque(['a', 'b', 'c'])
OrderedDict
从OrderedDict这个名字就可以知道是有序的dict，而我们之前使用的dic是无序的，因此在对dic作迭代时，是无法确定key的顺序的。
from collections import OrderedDict d=dict([('a',1),('b',2),('c',3)]) print(d) #{'a': 1, 'b': 2, 'c': 3} od=OrderedDict([('a',1),('b',2),('c',3)]) print(od) #OrderedDict([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)])
注意，OrderedDict的Key会按照插入的顺序排列，不是Key本身排序：
od=OrderedDict() od['z']=1 od['x']=2 od['y']=3 print(od.keys()) #odict_keys(['z', 'x', 'y'])
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}from collections import defaultdict values = [11, 22, 33,44,55,66,77,88,99,90] my_dict = defaultdict(list) for value in values: if value>66: my_dict['k1'].append(value) else: my_dict['k2'].append(value) print(my_dict) #defaultdict(<class 'list'>, {'k2': [11, 22, 33, 44, 55, 66], 'k1': [77, 88, 99, 90]})
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：
from collections import defaultdict dd=defaultdict(lambda :'N/A') dd['key1']='abc' print(dd['key1']) #abc print(dd['key2']) #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）。Counter类和其他语言的bags或multisets很相似。
from collections import Counter c=Counter('hvcjkzhfiofcdhvkjd') print(c) #Counter({'h': 3, 'v': 2, 'c': 2, 'j': 2, 'k': 2, 'f': 2, 'd': 2, 'z': 1, 'i': 1, 'o': 1})
详细用法参照:
http://www.cnblogs.com/Eva-J/articles/7291842.html
时间模块
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(struct_time)、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。我们运行“type(time.time())”，返回的是float类型。
import time t=time.time() print(t,type(t)) #1566358762.30206 <class 'float'>
(2)格式化的时间字符串(Format String)： ‘1999-12-06’
%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
import time t1=time.strftime("%Y-%m-%d %X") print(t1) #2019-08-21 11:42:53 t2=time.strftime("%Y-%m-%d %H-%M-%S") print(t2) #2019-08-21 11-42-53
(3)元组(struct_time) ：struct_time元组共有9个元素共九个元素:(年，月，日，时，分，秒，一年中第几周，一年中第几天等）
| 索引（Index） | 属性（Attribute） | 值（Values） |
|---|---|---|
| 0 | tm_year（年） | 比如2011 |
| 1 | tm_mon（月） | 1 - 12 |
| 2 | tm_mday（日） | 1 - 31 |
| 3 | tm_hour（时） | 0 - 23 |
| 4 | tm_min（分） | 0 - 59 |
| 5 | tm_sec（秒） | 0 - 60 |
| 6 | tm_wday（weekday） | 0 - 6（0表示周一） |
| 7 | tm_yday（一年中的第几天） | 1 - 366 |
| 8 | tm_isdst（是否是夏令时） | 默认为0 |
import time print(time.localtime())#time.struct_time(tm_year=2019, tm_mon=8, tm_mday=21, tm_hour=16, tm_min=3, tm_sec=45, tm_wday=2, tm_yday=233, tm_isdst=0)
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
几种格式之间的转换
# time.gmtime(时间戳) #UTC时间，与英国伦敦当地时间一致 print(time.gmtime(1500000000))#time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=7, tm_mday=14, tm_hour=2, tm_min=40, tm_sec=0, tm_wday=4, tm_yday=195, tm_isdst=0) # time.localtime(时间戳) #当地时间。例如我们现在在北京执行这个方法：与UTC时间相差8小时，UTC时间+8小时 = 北京时间 print(time.localtime(1500000000))#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) # 结构化时间-->时间戳 # time.mktime(结构化时间) time_tuple = time.localtime(1500000000) print(time.mktime(time_tuple)) #1500000000.0
#结构化时间-->字符串时间 #time.strftime("格式定义","结构化时间") 结构化时间参数若不传，则显示当前时间 print(time.strftime("%Y-%m-%d %X")) #2019-08-21 16:09:40 print(time.strftime("%Y-%m-%d",time.localtime(1500000000))) #2017-07-14 #字符串时间-->结构化时间 #time.strptime(时间字符串,字符串对应格式) print(time.strptime("2017-03-16","%Y-%m-%d")) #time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=3, tm_mday=16, tm_hour=0, tm_min=0, tm_sec=0, tm_wday=3, tm_yday=75, tm_isdst=-1) print(time.strptime("07/24/2017","%m/%d/%Y")) #time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=7, tm_mday=24, tm_hour=0, tm_min=0, tm_sec=0, tm_wday=0, tm_yday=205, tm_isdst=-1)
#结构化时间 --> %a %b %d %H:%M:%S %Y串 #time.asctime(结构化时间) 如果不传参数，直接返回当前时间的格式化串 print(time.asctime(time.localtime(1500000000))) #Fri Jul 14 10:40:00 2017 print(time.asctime()) #Wed Aug 21 16:11:58 2019 #时间戳 --> %a %b %d %H:%M:%S %Y串 #time.ctime(时间戳) 如果不传参数，直接返回当前时间的格式化串 print(time.ctime()) #Wed Aug 21 16:11:58 2019 print(time.ctime(1500000000)) #Fri Jul 14 10:40:00 2017
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.gmtime(dif_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)) #过去了0年0月1天2小时30分钟0秒
datetime模块
1.datetime.now() # 获取当前datetime
datetime.utcnow() # 获取当前格林威治时间
from datetime import datetime #获取当前本地时间 a=datetime.now() print('当前日期:',a) #当前日期: 2019-08-21 19:29:56.700517 #获取当前世界时间 b=datetime.utcnow() print('世界时间:',b) #世界时间: 2019-08-21 11:29:56.700517
2.datetime(2017, 5, 23, 12, 20) # 用指定日期时间创建datetime
from datetime import datetime #用指定日期创建 c=datetime(2019, 8, 21, 19, 30) print('指定日期：',c) #指定日期： 2019-08-21 19:30:00
3.将以下字符串转换成datetime类型：
'2019/8/21'
'2019年8月21日星期三'
'2019年8月21日星期三19时30分30秒'
'8/21/2019'
'8/21/2019 19:30:50 '
from datetime import datetime d = datetime.strptime('2019/8/21', '%Y/%m/%d') print(d) #2019-08-21 00:00:00 e = datetime.strptime('2019年8月21日星期三', '%Y年%m月%d日星期三') print(e) #2019-08-21 00:00:00 f = datetime.strptime('2019年8月21日星期三19时30分30秒', '%Y年%m月%d日星期三%H时%M分%S秒') print(f) #2019-08-21 19:30:30 g = datetime.strptime('8/21/2019', '%m/%d/%Y') print(g) #2019-08-21 00:00:00 h = datetime.strptime('8/21/2019 19:30:50 ', '%m/%d/%Y %H:%M:%S ') print(h) #2019-08-21 19:30:50
random模块
import random #随机小数 # 大于0且小于1之间的小数 print(random.random()) #0.049176891412520685 #大于1小于3的小数 print(random.uniform(1,3)) #2.222263824335311 #随机整数 # 大于等于1且小于等于5之间的整数 print(random.randint(1,5)) #5 # 大于等于1且小于10之间的奇数 print(random.randrange(1,10,2)) #1 #随机选择一个返回 #1或者23或者[4,5] print(random.choice([1,'23',[4,5]])) #23 #随机选择多个返回，返回的个数为函数的第二个参数 #列表元素任意2个组合 print(random.sample([1,'23',[4,5]],2)) #[[4, 5], 1] #打乱列表顺序 item=[1,3,5,7,9] # 打乱次序 random.shuffle(item) print(item) #[5, 1, 7, 3, 9] random.shuffle(item) print(item) #[9, 3, 5, 1, 7]
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="".join([code,str(add)]) return code print(v_code())
os模块
os模块是与操作系统交互的一个接口
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
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（详细信息参见平台的文档）。
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'
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
import sys try: sys.exit(1) except SystemExit as e: print(e)
序列化模块
现在我们假定这样一个情景：python代码中计算的一个数据需要给另外一段程序使用，按我们目前的水平可以使用文件：将这些数据存在文件里，然后另一个python程序再从文件里读出来
但是我们都知道，对于文件来说是没有字典这个概念的，所以我们只能将数据转换成字典放到文件中。你一定会问，将字典转换成一个字符串很简单，就是str(dic)就可以办到了，为什么我们还要学习序列化模块呢？ 没错序列化的过程就是从dic 变成str(dic)的过程。现在你可以通过str(dic)，将一个名为dic的字典转换成一个字符串， 但是你要怎么把一个字符串转换成字典呢？ 聪明的你肯定想到了eval()，如果我们将一个字符串类型的字典str_dic传给eval，就会得到一个返回的字典类型了。 eval()函数十分强大，但是eval是做什么的？e官方demo解释为：将字符串str当成有效的表达式来求值并返回计算结果。 ＢＵＴ！强大的函数有代价。安全性是其最大的缺点。 想象一下，如果我们从文件中读出的不是一个数据结构，而是一句"删除文件"类似的破坏性语句，那么后果实在不堪设设想。 而使用eval就要担这个风险。 所以，我们并不推荐用eval方法来进行反序列化操作(将str转换成python中的数据结构)
基于上述需求，我们引入序列化模块来帮助我们解决这一难题。
序列化---即将原来的字典、列表等内容转换成一个字符串的过程。
序列化的目的
json
Json模块提供了四个功能：dumps、dump、loads、load
import json dic = {'k1':'v1','k2':'v2','k3':'v3'} str_dic = json.dumps(dic) #序列化：将一个字典转换成一个字符串 print(type(str_dic),str_dic) #<class 'str'> {"k3": "v3", "k1": "v1", "k2": "v2"} #注意，json转换完的字符串类型的字典中的字符串是由""表示的 dic2 = json.loads(str_dic) #反序列化：将一个字符串格式的字典转换成一个字典 #注意，要用json的loads功能处理的字符串类型的字典中的字符串必须由""表示 print(type(dic2),dic2) #<class 'dict'> {'k1': 'v1', 'k2': 'v2', 'k3': 'v3'} list_dic = [1,['a','b','c'],3,{'k1':'v1','k2':'v2'}] str_dic = json.dumps(list_dic) #也可以处理嵌套的数据类型 print(type(str_dic),str_dic) #<class 'str'> [1, ["a", "b", "c"], 3, {"k1": "v1", "k2": "v2"}] list_dic2 = json.loads(str_dic) print(type(list_dic2),list_dic2) #<class 'list'> [1, ['a', 'b', 'c'], 3, {'k1': 'v1', 'k2': 'v2'}]
import json f = open('json_file','w') dic = {'k1':'v1','k2':'v2','k3':'v3'} json.dump(dic,f) #dump方法接收一个文件句柄，直接将字典转换成json字符串写入文件 f.close() f = open('json_file') dic2 = json.load(f) #load方法接收一个文件句柄，直接将文件中的json字符串转换成数据结构返回 f.close() print(type(dic2),dic2)
import json f = open('file','w') json.dump({'国籍':'中国'},f) ret = json.dumps({'国籍':'中国'}) f.write(ret+'\n') json.dump({'国籍':'美国'},f,ensure_ascii=False) ret = json.dumps({'国籍':'美国'},ensure_ascii=False) f.write(ret+'\n') f.close()
Serialize obj to a JSON formatted str.(字符串表示的json对象) Skipkeys：默认值是False，如果dict的keys内的数据不是python的基本类型(str,unicode,int,long,float,bool,None)，设置为False时，就会报TypeError的错误。此时设置成True，则会跳过这类key ensure_ascii:，当它为True的时候，所有非ASCII码字符显示为\uXXXX序列，只需在dump时将ensure_ascii设置为False即可，此时存入json的中文即可正常显示。) If check_circular is false, then the circular reference check for container types will be skipped and a circular reference will result in an OverflowError (or worse). If allow_nan is false, then it will be a ValueError to serialize out of range float values (nan, inf, -inf) in strict compliance of the JSON specification, instead of using the JavaScript equivalents (NaN, Infinity, -Infinity). indent：应该是一个非负的整型，如果是0就是顶格分行显示，如果为空就是一行最紧凑显示，否则会换行且按照indent的数值显示前面的空白分行显示，这样打印出来的json数据也叫pretty-printed json separators：分隔符，实际上是(item_separator, dict_separator)的一个元组，默认的就是(‘,’,’:’)；这表示dictionary内keys之间用“,”隔开，而KEY和value之间用“：”隔开。 default(obj) is a function that should return a serializable version of obj or raise TypeError. The default simply raises TypeError. sort_keys：将数据根据keys的值进行排序。 To use a custom JSONEncoder subclass (e.g. one that overrides the .default() method to serialize additional types), specify it with the cls kwarg; otherwise JSONEncoder is used.
import json data = {'username':['李华','二愣子'],'sex':'male','age':16} json_dic2 = json.dumps(data,sort_keys=True,indent=2,separators=(',',':'),ensure_ascii=False) print(json_dic2)
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
pickle模块提供了四个功能：dumps、dump(序列化，存）、loads（反序列化，读）、load （不仅可以序列化字典，列表...可以把python中任意的数据类型序列化）
import pickle dic = {'k1':'v1','k2':'v2','k3':'v3'} str_dic = pickle.dumps(dic) print(str_dic) #一串二进制内容 dic2 = pickle.loads(str_dic) print(dic2) #字典 import time struct_time = time.localtime(1000000000) print(struct_time) f = open('pickle_file','wb') pickle.dump(struct_time,f) f.close() f = open('pickle_file','rb') struct_time2 = pickle.load(f) print(struct_time2.tm_year)
这时候机智的你又要说了，既然pickle如此强大，为什么还要学json呢？
这里我们要说明一下，json是一种所有的语言都可以识别的数据结构。
如果我们将一个字典或者序列化成了一个json存在文件里，那么java代码或者js代码也可以拿来用。
但是如果我们用pickle进行序列化，其他语言就不能读懂这是什么了～
所以，如果你序列化的内容是列表或者字典，我们非常推荐你使用json模块
但如果出于某种原因你不得不序列化其他的数据类型，而未来你还会用python对这个数据进行反序列化的话，那么就可以使用pickle
re模块
正式接触该模块之前，我们先来回顾一下身边的一个场景，当你刚接触博客园的时候并没有账号，此时想要使用该网站的大部分功能是就必须注册才行，注册时的某些项目通常会给你一些错误提示，比如邮箱，格式不符时就会给出相应提示。这一功能的实现就是通过re模块和正则表达式实现的。
正则表达式
正则表达式本身也和python没有什么关系，就是匹配字符串内容的一种规则。
官方定义：正则表达式是对字符串操作的一种逻辑公式，就是用事先定义好的一些特定字符、及这些特定字符的组合，组成一个“规则字符串”，这个“规则字符串”用来表达对字符串的一种过滤逻辑。
这里介绍一个在线的测试工具http://tool.chinaz.com/regex/
字符组
[字符组] 在同一个位置可能出现的各种字符组成了一个字符组，在正则表达式中用[]表示 字符分为很多类，比如数字、字母、标点等等。 假如你现在要求一个位置"只能出现一个数字",那么这个位置上的字符只能是0、1、2...9这10个数之一
正则 |
待匹配字符 |
匹配 |
说明 |
[0123456789] |
8 |
True |
在一个字符组里枚举合法的所有字符，字符组里的任意一个字符 |
[0123456789] |
a |
False |
由于字符组中没有"a"字符，所以不能匹配 |
[0-9] |
7 |
True |
也可以用-表示范围,[0-9]就和[0123456789]是一个意思 |
[a-z] |
s |
True |
同样的如果要匹配所有的小写字母，直接用[a-z]就可以表示 |
[A-Z] |
B |
True |
[A-Z]就表示所有的大写字母 |
[0-9a-fA-F] |
e |
True |
可以匹配数字，大小写形式的a～f，用来验证十六进制字符 |
字符
元字符 |
匹配内容 |
| . | 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 |
| \s | 匹配任意的空白符 |
| \d | 匹配数字 |
| \n | 匹配一个换行符 |
| \t | 匹配一个制表符 |
| \b | 匹配一个单词的结尾 |
| ^ | 匹配字符串的开始 |
| $ | 匹配字符串的结尾 |
| \W |
匹配非字母或数字或下划线 |
| \D |
匹配非数字 |
| \S |
匹配非空白符 |
| a|b |
匹配字符a或字符b |
| () |
匹配括号内的表达式，也表示一个组 |
| [...] |
匹配字符组中的字符 |
| [^...] |
匹配除了字符组中字符的所有字符 |
量词
量词 |
用法说明 |
| * | 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 |
.^$
| 正则 | 待匹配字符 | 匹配 结果 |
说明 |
| 海. | 海燕海娇海东 | 海燕海娇海东 | 匹配所有"海."的字符 |
| ^海. | 海燕海娇海东 | 海燕 | 只从开头匹配"海." |
| 海.$ | 海燕海娇海东 | 海东 | 只匹配结尾的"海.$" |
*+?{}
| 正则 | 待匹配字符 | 匹配 结果 |
说明 |
| 李.? | 李杰和李莲英和李二棍子 |
李杰 |
?表示重复零次或一次，即只匹配"李"后面一个任意字符 |
| 李.* | 李杰和李莲英和李二棍子 | 李杰和李莲英和李二棍子 |
*表示重复零次或多次，即匹配"李"后面0或多个任意字符 |
| 李.+ | 李杰和李莲英和李二棍子 | 李杰和李莲英和李二棍子 |
+表示重复一次或多次，即只匹配"李"后面1个或多个任意字符 |
| 李.{1,2} | 李杰和李莲英和李二棍子 |
李杰和 |
{1,2}匹配1到2次任意字符
|
注意：前面的*,+,?等都是贪婪匹配，也就是尽可能匹配，后面加?号使其变成惰性匹配
| 正则 | 待匹配字符 | 匹配 结果 |
说明 |
| 李.*? | 李杰和李莲英和李二棍子 | 李 李 李 |
惰性匹配 |
字符集[] [^]
| 正则 | 待匹配字符 | 匹配 结果 |
说明 |
| 李[杰莲英二棍子]* | 李杰和李莲英和李二棍子 |
李杰 |
表示匹配"李"字后面[杰莲英二棍子]的字符任意次 |
| 李[^和]* | 李杰和李莲英和李二棍子 |
李杰 |
表示匹配一个不是"和"的字符任意次 |
| [\d] | 456bdha3 |
4 |
表示匹配任意一个数字，匹配到4个结果 |
| [\d]+ | 456bdha3 |
456 |
表示匹配任意个数字，匹配到2个结果 |
分组（）与 或 | [^]
身份证号码是一个长度为15或18个字符的字符串，如果是15位则全部🈶️数字组成，首位不能为0；如果是18位，则前17位全部是数字，末位可能是数字或x，下面我们尝试用正则来表示：
| 正则 | 待匹配字符 | 匹配 结果 |
说明 |
| ^[1-9]\d{13,16}[0-9x]$ | 110101198001017032 |
110101198001017032 |
表示可以匹配一个正确的身份证号 |
| ^[1-9]\d{13,16}[0-9x]$ | 1101011980010170 |
1101011980010170 |
表示也可以匹配这串数字，但这并不是一个正确的身份证号码，它是一个16位的数字 |
| ^[1-9]\d{14}(\d{2}[0-9x])?$ | 1101011980010170 |
False |
现在不会匹配错误的身份证号了 |
| ^([1-9]\d{16}[0-9x]|[1-9]\d{14})$ | 110105199812067023 |
110105199812067023 |
表示先匹配[1-9]\d{16}[0-9x]如果没有匹配上就匹配[1-9]\d{14}
|
转义符\
在正则表达式中，有很多有特殊意义的是元字符，比如\n和\s等，如果要在正则中匹配正常的"\n"而不是"换行符"就需要对"\"进行转义，变成'\\'。
在python中，无论是正则表达式，还是待匹配的内容，都是以字符串的形式出现的，在字符串中\也有特殊的含义，本身还需要转义。所以如果匹配一次"\n",字符串中要写成'\\n'，那么正则里就要写成"\\\\n",这样就太麻烦了。这个时候我们就用到了r'\n'这个概念，此时的正则是r'\\n'就可以了。
| 正则 | 待匹配字符 | 匹配 结果 |
说明 |
| \n | \n | False |
因为在正则表达式中\是有特殊意义的字符，所以要匹配\n本身，用表达式\n无法匹配 |
| \\n | \n | True |
转义\之后变成\\，即可匹配 |
| "\\\\n" | '\\n' | True |
如果在python中，字符串中的'\'也需要转义，所以每一个字符串'\'又需要转义一次 |
| r'\\n' | r'\n' | True |
在字符串之前加r，让整个字符串不转义 |
贪婪匹配
贪婪匹配：在满足匹配时，匹配尽可能长的字符串，默认情况下，采用贪婪匹配
| 正则 | 待匹配字符 | 匹配 结果 |
说明 |
| <.*> |
<script>...<script> |
<script>...<script> |
默认为贪婪匹配模式，会匹配尽量长的字符串 |
| <.*?> | r'\d' |
<script> |
加上？为将贪婪匹配模式转为非贪婪匹配模式，会匹配尽量短的字符串 |
几个常用的非贪婪匹配Pattern
*? 重复任意次，但尽可能少重复
+? 重复1次或更多次，但尽可能少重复
?? 重复0次或1次，但尽可能少重复
{n,m}? 重复n到m次，但尽可能少重复
{n,}? 重复n次以上，但尽可能少重复
re模块下的常用方法
import re ret = re.findall('a', 'eva egon yuan') # 返回所有满足匹配条件的结果,放在列表里 print(ret) #结果 : ['a', 'a'] ret = re.search('a', 'eva egon yuan').group() print(ret) #结果 : 'a' # 函数会在字符串内查找模式匹配,只到找到第一个匹配然后返回一个包含匹配信息的对象,该对象可以 # 通过调用group()方法得到匹配的字符串,如果字符串没有匹配，则返回None。 ret = re.match('a', 'abc').group() # 同search,不过尽在字符串开始处进行匹配 print(ret) #结果 : 'a' ret = re.split('[ab]', 'abcd') # 先按'a'分割得到''和'bcd',在对''和'bcd'分别按'b'分割 print(ret) # ['', '', 'cd'] ret = re.sub('\d', 'H', 'eva3egon4yuan4', 1)#将数字替换成'H'，参数1表示只替换1个 print(ret) #evaHegon4yuan4 ret = re.subn('\d', 'H', 'eva3egon4yuan4')#将数字替换成'H'，返回元组(替换的结果,替换了多少次) print(ret) obj = re.compile('\d{3}') #将正则表达式编译成为一个 正则表达式对象，规则要匹配的是3个数字 ret = obj.search('abc123eeee') #正则表达式对象调用search，参数为待匹配的字符串 print(ret.group()) #结果 ： 123 import re ret = re.finditer('\d', 'ds3sy4784a') #finditer返回一个存放匹配结果的迭代器 print(ret) # <callable_iterator object at 0x10195f940> print(next(ret).group()) #查看第一个结果 print(next(ret).group()) #查看第二个结果 print([i.group() for i in ret]) #查看剩余的左右结果
注意：
1 findall的优先级查询：
import re ret = re.findall('www.(baidu|oldboy).com', 'www.oldboy.com') print(ret) # ['oldboy'] 这是因为findall会优先把匹配结果组里内容返回,如果想要匹配结果,取消权限即可 ret = re.findall('www.(?:baidu|oldboy).com', 'www.oldboy.com') print(ret) # ['www.oldboy.com']
2 split的优先级查询
ret=re.split("\d+","eva3egon4yuan") print(ret) #结果 ： ['eva', 'egon', 'yuan'] ret=re.split("(\d+)","eva3egon4yuan") print(ret) #结果 ： ['eva', '3', 'egon', '4', 'yuan'] #在匹配部分加上（）之后所切出的结果是不同的， #没有（）的没有保留所匹配的项，但是有（）的却能够保留了匹配的项， #这个在某些需要保留匹配部分的使用过程是非常重要的。
