Python常用模塊

一、時(shí)間處理模塊

1. time.time()

time time() 返回當(dāng)前時(shí)間的時(shí)間戳（1970紀(jì)元后經(jīng)過(guò)的浮點(diǎn)秒數(shù)）。

import time
print(time.time())

在Python的時(shí)間處理模塊中,time模塊只用time.time()時(shí)間戳、time.sleep()程序睡眠這兩個(gè)，剩下的功能用datetime模塊就行。

datetime主要由五個(gè)模塊組成：

• datetime.date：表示日期的類(lèi)。常用的屬性有year, month, day。
• datetime.time：表示時(shí)間的類(lèi)。常用的屬性有hour, minute, second, microsecond（微秒）。
• datetime.datetime：表示日期+時(shí)間。（使用的最多）
• datetime.timedelta：表示時(shí)間間隔，即兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)之間的長(zhǎng)度，常常用來(lái)做時(shí)間的加減。（常常被用來(lái)修改時(shí)間）
• datetime.tzinfo：與時(shí)區(qū)有關(guān)的相關(guān)信息。

2. datetime.datetime

class datetime.datetime(year, month, day, hour=0, minute=0, second=0, microsecond=0, tzinfo=None, *, fold=0)

3. datetime類(lèi)方法

這些方法大多數(shù)用來(lái)生成一個(gè)datetime對(duì)象。

import datetime

• datetime.today()

獲取今天的時(shí)間。

In [1]: datetime.datetime.today()
Out[1]: datetime.datetime(2018, 7, 2, 15, 5, 17, 127663)

• datetime.now(tz=None)
  獲取當(dāng)前的時(shí)間。

In [2]: datetime.datetime.now()
Out[2]: datetime.datetime(2018, 7, 2, 15, 8, 30, 593801)

• datetime.fromtimestamp(timestamp, tz=None)
  用一個(gè)時(shí)間戳來(lái)生成datetime對(duì)象。
  注：時(shí)間戳需要為10位的

In [3]: datetime.datetime.fromtimestamp(1530515475.18224)
Out[3]: datetime.datetime(2018, 7, 2, 15, 11, 15, 182240)

4. datetime實(shí)例方法

這些方法大多是一個(gè)datetime對(duì)象能進(jìn)行的操作。

• datetime.date() 和 datetime.time()
  獲取datetime對(duì)象的日期或者時(shí)間部分。

In [1]: datetime.datetime.now().date()
Out[1]: datetime.date(2018, 7, 2)

In [1]: datetime.datetime.now().time()
Out[1]: datetime.time(15, 24, 37, 355514)

• datetime.replace(year=self.year, month=self.month, day=self.day, hour=self.hour, minute=self.minute, second=self.second, microsecond=self.microsecond, tzinfo=self.tzinfo, * fold=0)
  替換datetime對(duì)象的指定數(shù)據(jù)。

In [1]: now = datetime.datetime.now()

In [2]: now
Out[2]: datetime.datetime(2018, 7, 2, 15, 26, 45, 116239)

In [3]: now.replace(year=2000)
Out[3]: datetime.datetime(2000, 7, 2, 15, 26, 45, 116239)

• datetime.timestamp()
  轉(zhuǎn)換成時(shí)間戳。

In [1]: datetime.datetime.now().timestamp()
Out[1]: 1530515994.798248

• datetime.weekday()
  返回一個(gè)值，表示日期為星期幾。0為星期一，6為星期天。

In [1]: datetime.now().weekday()
Out[1]: 1

5. datetime.timedelta

datetime.timedelta這個(gè)模塊使能夠非常方便的對(duì)時(shí)間做加減。

datetime.timedelta(days=0, seconds=0, microseconds=0, milliseconds=0, minutes=0, hours=0, weeks=0)

In [1]: from datetime import timedelta

In [2]: now
Out[2]: datetime.datetime(2018, 7, 2, 15, 26, 45, 116239)

In [3]: now - timedelta(days=1)
Out[3]: datetime.datetime(2018, 7, 1, 15, 26, 45, 116239)

In [4]: now + timedelta(days=1)
Out[4]: datetime.datetime(2018, 7, 3, 15, 26, 45, 116239)

In [5]: now + timedelta(days=-1)
Out[5]: datetime.datetime(2018, 7, 1, 15, 26, 45, 116239)

6. strftime() 和 strptime()

• datetime.strftime()
  由datetime轉(zhuǎn)換成字符串
  strftime()是datetime對(duì)象的實(shí)例方法：

In [1]: datetime.datetime.now().strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S %f')
Out[1]: '2018-07-02 15:26:45 116239'

• datetime.datetime.strptime()
  由字符串轉(zhuǎn)換成datetime
  strptime()則是一個(gè)類(lèi)方法：

In [1]: newsTime='Sun, 23 Apr 2017 05:15:05 GMT'

In [2]: GMT_FORMAT = '%a, %d %b %Y %H:%M:%S GMT'

In [3]: datetime.datetime.strptime(newsTime,GMT_FORMAT)
Out[3]: datetime.datetime(2017, 4, 23, 5, 15, 5)

以下是格式化的符號(hào)：

• %y 兩位數(shù)的年份表示（00-99）
• %Y 四位數(shù)的年份表示（000-9999）
• %m 月份（01-12）
• %d 月內(nèi)中的一天（0-31）
• %H 24小時(shí)制小時(shí)數(shù)（0-23）
• %I 12小時(shí)制小時(shí)數(shù)（01-12）
• %M 分鐘數(shù)（00=59）
• %S 秒（00-59）
• %a 本地簡(jiǎn)化星期名稱(chēng)
• %A 本地完整星期名稱(chēng)
• %b 本地簡(jiǎn)化的月份名稱(chēng)
• %B 本地完整的月份名稱(chēng)
• %c 本地相應(yīng)的日期表示和時(shí)間表示
• %j 年內(nèi)的一天（001-366）
• %p 本地A.M.或P.M.的等價(jià)符
• %U 一年中的星期數(shù)（00-53）星期天為星期的開(kāi)始
• %w 星期（0-6），星期天為星期的開(kāi)始
• %W 一年中的星期數(shù)（00-53）星期一為星期的開(kāi)始
• %x 本地相應(yīng)的日期表示
• %X 本地相應(yīng)的時(shí)間表示
• %Z 當(dāng)前時(shí)區(qū)的名稱(chēng)
• %% %號(hào)本身

注意：
區(qū)分strptime和strftime:
str-format-time和str-parse-time
格式化為字符串和解析為datetime對(duì)象

二、目錄操作模塊

1. 獲取當(dāng)前工作目錄

import sys

print(sys.path[0])

2. 獲取執(zhí)行命令的位置

os 是 操作系統(tǒng) 的意思

import os

print(os.getcwd())

3. 路徑拼接

由于不同的操作系統(tǒng)的路徑分隔符不同，因此在做路徑拼接時(shí)不要直接拼接字符串，而是通過(guò) os.path.join() 函數(shù)，如下：

import os

os.path.join('/Users/pangao', 'test.txt')

# /Users/pangao/test.txt'

注意：

• 在linux中拼接是'/',windows中拼接是'\'
• os.sep 可以獲取當(dāng)前操作系統(tǒng)的分隔符

4. 路徑拆分

同理，使用 os.path.split() 函數(shù)拆分路徑
os.path.split()可以把路徑拆分成路徑和文件

import os

os.path.split('/Users/pangao/test.txt')

# ('/Users/pangao/', 'test.txt')

os.path.splitext() 可以直接獲取文件擴(kuò)展名
os.path.splitext()可以用來(lái)取拓展名

import os

os.path.splitext('/Users/pangao/test.txt')

# ('/Users/pangao/test', '.txt')

5. 文件重命名

假定當(dāng)前目錄下有一個(gè) test.txt 文件

import os

os.rename('test.txt', 'test.py')    #重命名

6. 刪除文件

import os

os.remove('test.txt')    #刪除

7. 復(fù)制文件

import shutil

shutil.copyfile('test.txt', 'test.py')

8. 遍歷文件夾下的文件

• 方法1： 使用 os.listdir 獲取當(dāng)前目錄下的文件和文件夾，如下：
  .是當(dāng)前目錄 ..是上一級(jí)目錄

import os

for filename in os.listdir('./'):
    print(filename)

• 方法2： 使用 glob 模塊，可以設(shè)置文件過(guò)濾，如下：

import glob

for filename in glob.glob('*.py'):
    print(filename)

• 方法3： 通過(guò) os.walk ，可以訪問(wèn)子文件夾，如下：

# 獲取所有文件的路徑
import os

for fpathe, dirs, fs in os.walk('./'):
    print(fpathe)
    print(dirs)
    print(fs)
    for f in fs:
        print(os.path.join(fpathe, f))

9. 判斷文件是否存在

import os

os.path.isfile('test.txt') # 如果不存在就返回False

10. 判斷目錄是否存在

import os

os.path.exists(directory) #如果目錄不存在就返回False

三、隨機(jī)數(shù)模塊

random模塊

Python中產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)需要導(dǎo)入random模塊

import random

隨機(jī)數(shù)模塊常用方法

• random.randint(a, b)：返回a和b之間的隨機(jī)整數(shù)

>>> import random
>>> random.randint(0, 10)
8
>>> random.randint(0, 10)
7
>>> random.randint(0, 10)
10
>>>

• random.random()：返回０到１之間隨機(jī)數(shù)（不包括1）

>>> random.random()
0.8836361984681352
>>> random.random()
0.013648077769505496
>>> random.random()
0.7267135453127417
>>>

• random.choice(seq)：在不為空的序列中隨機(jī)選擇一個(gè)元素

>>> s = 'helloWorld'
>>> random.choice(s)
'o'
>>> random.choice(s)
'r'

• random.sample(population, k)：在一個(gè)序列或者集合中選擇k個(gè)隨機(jī)元素()，返回由K個(gè)元素組成新的列表；（k的值小于population的長(zhǎng)度）

>>> random.sample('12345', 2)
['1', '2']
>>> random.sample('12345', 5)
['2', '1', '3', '4', '5']
>>> random.sample('12345', 6)    #k值超出population范圍導(dǎo)致程序異常
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#41>", line 1, in <module>
    random.sample('12345', 6)
  File "D:\python36\lib\random.py", line 317, in sample
    raise ValueError("Sample larger than population or is negative")
ValueError: Sample larger than population or is negative
>>>

• random.uniform(a, b)：產(chǎn)生一個(gè)指定范圍內(nèi)的隨機(jī)浮點(diǎn)數(shù) 若a < b，隨機(jī)數(shù)n范圍：a <= n <= b； 若a > b，隨機(jī)數(shù)n范圍：a<= n <= b；

random.uniform(a, b)：產(chǎn)生一個(gè)指定范圍內(nèi)的隨機(jī)浮點(diǎn)數(shù) 若a < b，隨機(jī)數(shù)n范圍：a <= n <= b； 若a > b，隨機(jī)數(shù)n范圍：a<= n <= b；

• random.randrange(start, stop=None, step=1, _int=) ：在rang(start, stop,step)中選擇一個(gè)隨機(jī)數(shù)

>>> random.randrange(1, 10, 1)   #[1,10)之間隨機(jī)整數(shù)
5
>>> random.randrange(1, 10, 1)
2
>>> random.randrange(1, 100, 2)  #[1, 100)之間隨機(jī)奇數(shù)
33
>>> random.randrange(1, 100, 2)
5

• random.shuffle(x, random=None)：將列表順序打亂

>>> l = ['C', 'C++', 'Java', 'C#', 'Python']
>>> random.shuffle(l)
>>> l
['C++', 'C', 'Java', 'C#', 'Python']
>>> random.shuffle(l)
>>> l
['C', 'Python', 'C++', 'C#', 'Java']
>>>

四、Collections模塊

該模塊實(shí)現(xiàn)了專(zhuān)門(mén)的容器數(shù)據(jù)類(lèi)型，為Python的通用內(nèi)置容器提供了替代方案。 以下幾種類(lèi)型用的很多：

• defaultdict (dict子類(lèi)調(diào)用工廠函數(shù)來(lái)提供缺失值)
• counter (用于計(jì)算可哈希對(duì)象的dict子類(lèi))
• deque (類(lèi)似于列表的容器，可以從兩端操作)
• namedtuple (用于創(chuàng)建具有命名字段的tuple子類(lèi)的工廠函數(shù))
• OrderedDict (記錄輸入順序的dict)

1. defaultdict（缺省字典）

其實(shí)就是一個(gè)查不到key值時(shí)不會(huì)報(bào)錯(cuò)的dict
正常的字典查不到key值會(huì)報(bào)錯(cuò)
示例：

from collections import defaultdict
person = defaultdict(lambda : 'Key Not found') # 初始默認(rèn)所有key對(duì)應(yīng)的value均為‘Key Not Found’

person['name'] = 'xiaobai'
person['age'] = 18

print ("The value of key  'name' is : ",person['name'])
print ("The value of key  'adress' is : ",person['city'])

Out：The value of key  'name' is :  xiaobai
     The value of key  'adress' is :  Key Not found

還可以默認(rèn)所有key對(duì)應(yīng)的是一個(gè)list，就可以在賦值時(shí)使用list的append方法了。
示例：

from collections import defaultdict
food = (
    ('jack', 'milk'),
    ('Ann', 'fruits'),
    ('Arham', 'ham'),
    ('Ann', 'soda'),
    ('jack', 'dumplings'),
    ('Ahmed', 'fried chicken'),
)

favourite_food = defaultdict(list)

for n, f in food:
    favourite_food[n].append(f)

print(favourite_food)

Out：defaultdict(<class 'list'>, {'jack': ['milk', 'dumplings'], 'Ann': ['fruits', 'soda'], 'Arham': ['ham'], 'Ahmed': ['fried chicken']})

2. counter

就是一個(gè)計(jì)數(shù)器，一個(gè)字典，key就是出現(xiàn)的元素，value就是該元素出現(xiàn)的次數(shù)
示例：

from collections import Counter

count_list = Counter(['B','B','A','B','C','A','B','B','A','C'])  #計(jì)數(shù)list
print (count_list)


count_tuple = Counter((2,2,2,3,1,3,1,1,1))  #計(jì)數(shù)tuple
print(count_tuple)

Out：Counter({'B': 5, 'A': 3, 'C': 2})
     Counter({1: 4, 2: 3, 3: 2})

Counter一般不會(huì)用于dict和set的計(jì)數(shù)，因?yàn)閐ict的key是唯一的，而set本身就不能有重復(fù)元素

3. deque（雙端隊(duì)列）

deque就是一個(gè)可以兩頭操作的容器，類(lèi)似list但比列表速度更快
deque的方法有很多，很多操作和list類(lèi)似:

• 支持索引取值，但不支持切片操作
• 支持append()、extend()、len()等
• 支持pop(),但不支持pop(0)
• 可以popleft() # 刪除并返回最左端的元素
• 可以appendleft(100) # 從最左端添加元素
• 定義一個(gè)deque時(shí)可以規(guī)定它的最大長(zhǎng)度maxlen
  示例：

from collections import deque
d = deque([1,2,3,4,5], maxlen=9)  #設(shè)置總長(zhǎng)度不變
d.extendleft([0])  # 從左端添加一個(gè)list
d.extend([6,7,8])   # 從右端拓展一個(gè)list
print(d)

Out：deque([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8], maxlen=9)

d.append(100)
print(d)
d.appendleft(-100)
print(d)

Out: deque([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 100], maxlen=9)
     deque([-100, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8], maxlen=9)

現(xiàn)在d已經(jīng)有9個(gè)元素了，而規(guī)定的maxlen=9，這個(gè)時(shí)候如果從左邊添加元素，會(huì)自動(dòng)移除最右邊的元素，反之也是一樣

4. namedtuple（命名元組）

命名元組。大家一看名字就會(huì)和tuple元組有關(guān)，沒(méi)錯(cuò)，它是元組的強(qiáng)化版。namedtuple可以將元組轉(zhuǎn)換為方便的容器。使用namedtuple，不必使用整數(shù)索引來(lái)訪問(wèn)元組的成員。
覺(jué)得可以把namedtuple 視為 不可變的 字典
示例：

from collections import namedtuple

Person = namedtuple('Person', 'name age city')        # 類(lèi)似于定義class
xiaobai = Person(name="xiaobai", age=18, city="paris") # 類(lèi)似于新建對(duì)象
print(xiaobai)

Out：Person(name='xiaobai', age=18, city='paris')

創(chuàng)建namedtuple時(shí)非常像定義一個(gè)class，這里Person好比是類(lèi)名，第二個(gè)參數(shù)就是namedtuple的值的名字了，很像class里的屬性，不過(guò)這里不用加逗號(hào)分離

訪問(wèn)namedtuple的成員

print(xiaobai.name)
print(xiaobai.age)
print(xiaobai.city)

out：xiaobai
     18
     paris

注意：
不能修改namedtuple里的值

5. OrderedDict（有序字典）

會(huì)記錄插入dict的key和value的順序
不過(guò)現(xiàn)在字典已經(jīng)自動(dòng)就是有序的，所以O(shè)rderedDict用不上了。

五、pickle模塊（很有用）

python對(duì)象的序列化與反序列化
特點(diǎn)：

1. 只能在python中使用，只支持python的基本數(shù)據(jù)類(lèi)型。
2. 可以處理復(fù)雜的序列化語(yǔ)法。（例如自定義的類(lèi)的方法，游戲的存檔等）

• 內(nèi)存中操作： dumps方法將對(duì)象轉(zhuǎn)成字節(jié)（序列化） loads方法將字節(jié)還原為對(duì)象（反序列化）

import pickle
#dumps
li = [11,22,33]
r = pickle.dumps(li)
print(r)


#loads
result = pickle.loads(r)
print(result)

• 文件中操作

#dump：
import pickle

li = [11,22,33]
pickle.dump(li,open('db','wb'))

#load
ret = pickle.load(open('db','rb'))
print(ret)

注意：
需要在序列化和反序列化定義相同的函數(shù)名稱(chēng)，但內(nèi)容可以不一樣
序列化的其實(shí)只是函數(shù)名，最后調(diào)用時(shí)其實(shí)調(diào)用的是當(dāng)前文件中同名函數(shù)的內(nèi)容

六、綜合實(shí)例---猜數(shù)游戲

import random
import pickle
from collections import deque

n = random.randint(0, 100)  # 隨機(jī)找出0-100之中的數(shù)
history_list = deque([], maxlen=5)  # 限制最大長(zhǎng)度
try_num = 0
print(n)


def pk(m):
    if m != n:
        if m > n:
            print("大了")
        else:
            print("小了")
        return False
    return True


def h_print():# pickle取
    ret = pickle.load(open('history', 'rb'))
    return ret


def history(history_list): # pickle存
    history_list = list(history_list)
    pickle.dump(history_list, open('history', 'wb'))


while True:
    try_num += 1
    if try_num > 10:
        print("嘗試次數(shù)過(guò)多，您已經(jīng)笨死了?。?！")
        break
    m = input("輸入您的答案:")
    try:                               # 異常處理 防止用戶(hù)輸入字母
        # m = input("輸入您的答案:")
        if len(m) == 0:
            print("not null")
        m = int(m)
        history_list.append(m)
        history(history_list)
        if pk(m) == True:
            print("以您的智商，居然TM答對(duì)了")
            break
    except ValueError:
        if m == "h":
            print("您猜數(shù)的歷史記錄：")
            print(h_print())
        else:
            print("格式有誤，請(qǐng)輸入整數(shù)字")