Python中5大模塊的使用教程（collections模塊、time時間模塊、random模塊、os模塊、sys模塊）

来源:https://www.cnblogs.com/xxpythonxx/archive/2022/11/30/16938836.html
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大家好，我是陶朱公Boy。 前言 上一篇文章《關於狀態機的技術選型，最後一個真心好》我跟大家聊了一下關於”狀態機“的話題。從眾多技術選型中我也推薦了一款阿裡開源的狀態機—“cola-statemachine”。 於是就有小伙伴私信我，自己項目也考慮引入這款狀態機，但網上資料實在太少，能不能系統的介紹 ...


1. 模塊的簡單認識

定義:

模塊就是我們把裝有特定功能的代碼進行歸類的結果.

從代碼編寫的單位來看我們的程式,從小到大的順序: 一條代碼 < 語句塊 < 代碼塊(函數,類) < 模塊.
我們⽬目前寫的所有的py文件都是模塊.
引入模塊的方式:

  • import 模塊
  • from xxx import 模塊

2. collections模塊

collections模塊主要封裝了一些關於集合類的相關操作. 比如, 我們學過的Iterable,Iterator等.
另外,collections還提供了一些除了基本據類型以外的數據集合類型.Counter,deque,OrderDict,defaultdict以及namedtuple

2.1 counter(counter主要用於計數)

實例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 雙向隊列.

(重點)說雙向隊列之前我們需要瞭解兩種數據結構. 1.棧, 2.隊列

  • 棧: FILO. 先進後出 -> 砌牆的磚頭, 老師傅做饅頭
  • 隊列: FIFO. 先進先出 -> 買火車票排隊, 所有排隊的場景

棧: python沒有給出Stack模塊.所以我寫了一個粗略版本(註意,此版本有嚴重的併發問題)

實例:

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

隊列: python提供了queue模塊. 使用起來非常方便
實例:

import queue
q = queue.Queue()
q._put("王大錘")
q.put("王尼瑪")
print(q.get())
print(q.get())
print(q.get())   #若隊列裡面的元素取完了,會阻塞在這裡.直到有元素進來才會往前走"

deque:雙向隊列,屬於collections
實例:

from collections import deque
q = deque()
q.append("仙都醬板鴨")
q.append("久久丫")
q.appendleft("周黑鴨")
q.appendleft("絕味鴨脖")
print(q)
print(q.pop())
print(q.popleft())
print(q.popleft())
print(q.popleft())

2.3. namedtuple 命名元組

命名元組, 顧名思義. 給元組內的元素進行命名. 比如. 我們說(x, y) 這是一個元組.
同時. 我們還可以認為這是一個點坐標. 這時, 我們就可以使⽤namedtuple對元素進行命名.
實例

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,因為其順序3.6以後的字典一樣的
defaultdict:預設值字典

from collections import defaultdict
lst= [11,22,33,44,55,66,77,88,99]
d = defaultdict(list)      #defaultdict(可被調用的對象)   括弧內必須為可被調用的對象
for el in lst:
    if el < 66:
        d["key1"].append(el) # key1預設是不存在的. 但是可以拿key1. 一個空列表.
    else:
        d["key2"].append(el)
print(d)

tip:如何讓預設返回值是字元串?? 用函數!!!!

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

3. time時間模塊

時間模塊是我們要熟記的.到後面寫程式的時候經常能用到.比如,如何計算時間差.如何按照客戶的要求展示時間

在python中時間分成三種表現形式:

  • 時間戳(timestamp). 時間戳使用的是從1970年01月01日 00點00分00秒到現在一共經過了多少秒...使用float來表示
  • 格式化時間(strftime). 這個時間可以根據我們的需要對時進行任意的格式化.
  • 結構化時間(struct_time).這個時間主要可以把時間進行分類劃分.
  • 比如.1970年01⽉01⽇ 00點00分00秒 這個時間可以被細分為年, 月, 日.....一大堆東⻄西.

獲取時間戳

import time
print(time.time())  # 1538927647.483177 系統時間 不能展示給客戶

格式化時間

import time
s = time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")  # 必須記住
print(s)

日期格式化的標準:

%y 兩位數的年份表示（00-99）
%Y 四位數的年份表示（000-9999）
%m 月份（01-12）
%d 月內中的⼀一天（0-31）
%H 24小時制小時數（0-23）
%I 12小時制小時數（01-12）
%M 分鐘數（00=59）
%S 秒（00-59）
%a 本地簡化星期名稱
%A 本地完整星期名稱
%b 本地簡化的月份名稱
%B 本地完整的月份名稱
%c 本地相應的日期表示和時間表示
%j 年內的一天（001-366）
%p 本地A.M.或P.M.的等價符
%U 一年年中的星期數（00-53）星期天為星期的開始
%w 星期（0-6），星期天為星期的開始
%W 一年中的星期數（00-53）星期一為星期的開始
%x 本地相應的日期表示
%X 本地相應的時間表示
%Z 當前時區的名稱
%% %號本身

結構化時間:

print(time.localtime())

結果:

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)

時間戳和格式化時間之間如何轉換??

從時間戳 -> 格式化時間

import time
t = time.localtime(1542513992) # 時區   gmtime() 格林尼治時間. 根據不同時區時間local或qm
print(t)
str_time = time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", t)   #時間戳轉為格式化時間
print(str_time)

用戶輸入一個時間. 變成時間戳

  • 格式化時間 -> 時間戳
  • 格式化時間->結構化時間
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") # 結構化時間 string parse time
print(t)
# 結構化時間 -> 時間戳
ss = time.mktime(t)
print(ss)

那有如何計算時間差呢?

begin = "2018-11-14 16:30:00"
end = "2018-11-14 18:00:00"   # 時間差  1小時30分
# 格式化時間->結構化時間
begin_struct_time = time.strptime(begin, "%Y-%m-%d %H:%M:%S")
end_stract_time = time.strptime(end, "%Y-%m-%d %H:%M:%S")
#結構化時間->時間戳
begin_second = time.mktime(begin_struct_time)
end_second = time.mktime(end_stract_time)

# 秒級的時間差   180000
#用時間戳計算出時間差(秒)
diff_time_sec = abs(begin_second - end_second)

# 轉換成分鐘
diff_min = int(diff_time_sec//60)
print(diff_min)

diff_hour = diff_min//60  # 1
diff_min_1 = diff_min % 60 # 30
# 變成想要的時間格式
print("時間差是 %s小時%s分鐘" % (diff_hour, diff_min_1))

tips:格式化時間和時間戳之間的轉化和時間差的計算很重要,一定要會寫!!!

4. random模塊

所有關於隨機相關的內容都在random模塊中.

import random
print(random.random())        #隨機生成小數
print(random.randint(1,4))         #隨機生成範圍內的整數
print(random.uniform(1,10))           #隨機生成範圍內的小數
print(random.randrange(1,10,2))    #隨機生成範圍內的根據步長取值的整數
print(random.choice([1, 10, 2,"嘿嘿"]))  # 隨機取[]內的值
print(random.sample([1, 10, 2,"嘿嘿"],3))  #隨機抽取列表內元素進行隨機組合,組合個數根據後面填的值決定
lst = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
random.shuffle(lst)                      # 隨機打亂順序
print(lst)

5. os模塊

os:

os.makedirs('dirname1/dirname5') # 創建文件夾目錄結構
os.removedirs('dirname1/dirname5')  # 刪除文件夾, 如果文件夾內沒有東西。 就可以刪除。 否則報錯

os.mkdir('dirname/哈哈')  # mkdir如果父級目錄不存在。 報錯
os.rmdir('dirname') # 刪除文件夾

print(os.listdir('../')) # 獲取到文件夾內的所有內容. 遞歸

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

os.system("dir") # 直接執行命令行程式
s = os.popen("dir").read()
print(s)
# python學習交流群：711312441
print(os.getcwd() ) # 當前程式所在的文件夾

os.path:

print(os.path.abspath("../day020 繼承") ) # 獲取絕對路徑
print(os.path.split("D:\python_workspace\day020 繼承")) # 拆分路徑 ('D:\\python_workspace', 'day020 繼承')
print(os.path.dirname("D:\python_workspace\day020 繼承")) # D:\python_workspace
print(os.path.basename("D:\python_workspace\day020 繼承")) # day020 繼承

print(os.path.exists("dirname")) # 判斷文件是否存在
print(os.path.isabs("D:\python_workspace\day020 繼承")) # 是否是絕對路徑
print(os.path.isfile("01 今日主要內容")) # 是否是文件
print(os.path.isdir("dirname")) # 是否是文件夾
print(os.path.getsize("01 今日主要內容") ) # 文件大小

特殊屬性:

os.sep 輸出操作系統特定的路路徑分隔符，win下為"\\",Linux下為"/"
          print("c:"+os.sep+"胡辣湯") # \\/  文件路徑的分隔符
os.linesep 輸出當前平臺使⽤用的行終止符，win下為"\r\n",Linux下為"\n"
os.pathsep 輸出⽤於分割⽂文件路徑的字元串串 win下為;   Linux下為 :
os.name 輸出字元串串指示當前使⽤用平臺。win->'nt'; Linux->'posix'

os.stat() 屬性解讀:
# stat 結構:
st_mode: inode 保護模式
st_ino: inode 節點號。
st_dev: inode 駐留的設備。
st_nlink: inode 的鏈接數。
st_uid: 所有者的⽤用戶ID。
st_gid: 所有者的組ID。
st_size: 普通⽂文件以位元組為單位的大小；包含等待某些特殊文件的數據。
st_atime: 上次訪問的時間。
st_mtime: 最後⼀次修改的時間。
st_ctime: 由操作系統報告的"ctime"。在某些系統上（如Unix）是最新的元數據更更改的時間，
           在其它系統上（如Windows）是創建時間（詳細信息參見平臺的⽂文檔）。

6. sys模塊

所有和python解釋器相關的都在sys模塊.

  • sys.argv 命令行參數List，第一個元素是程式本身路徑
  • sys.exit(n) 退出程式，正常退出時exit(0),錯誤退出sys.exit(1)
  • sys.version 獲取Python解釋程式的版本信息
  • sys.path 返回模塊的搜索路徑，初始化時使⽤PYTHONPATH環境變數的值
  • sys.platform 返回操作系統平臺名稱

tips:os 和 sys中比較重要的兩個模塊用法

  • os.sep 文件路徑分隔符
  • sys.path python查找模塊的路徑

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