python入門基礎(15)--模塊和python中數學、日期、時間類模塊。

接上篇，當我們創建了很多類，比如  圖書館里的藏書，分社會科學類，藝術類、生活類、農業類、工業類等，而工業類又分為輕工業、重工業、信息工業，然後再細分。當分的越來越細時，程式就會越來越大。如何管理，便成了程式開發過程中一個重要的環節。於是可以按照圖書館分類管理的思想，對程式代碼進行管理。

 將一個應用程式，按照代碼的功能或其他標準，分別放入不同的文件。這些文件就是不同的模塊。這樣方便管理和維護代碼。

同樣，也可以將不同的功能代碼放到不同的文件夾中，並讓他們能相互引用，這就是包。

模塊和包都是複雜程式的一種組織方式。

一  、模塊

python中模塊是包含函數或類的python程式，以".py"為尾碼名，用作模塊的python程式與其他程式並無多大區別。

要使用模塊，python中有三個方法可以導入模塊或模塊中的函數

import 模塊名    這是將整個模塊全部導入，使用函數時，先用模塊名+"."+函數名，如  import numpy     numpy.mat()

import 模塊名 as new_name(給模塊取個新名字)  這是給導入模塊重新命名，使用函數，用新名+“.”+函數名  如 import numpy as np    np.mat()

from 模塊名 import 函數名      這個是直接導入函數，在該模塊中，只能使用該函數，如 from numpy import mat      則在該模塊下，numpy的其他函數不能被使用，只能用mat()函數。 當然，如果用“*”代替函數名，則numpy的所有函數均可使用。

下麵通過最常見的math函數來觀察一下。

import math
from math import sqrt
import math as calc

print("調用math.sqrt:\t",math.sqrt(3))
print("直接調用sqrt:\t",sqrt(5))
print("新函數名調用sqrt:\t",calc.sqrt(4))

運行結果：

 上述例子，是直接導入了系統現在有的模塊或包，那麼自己應該怎麼處理呢？自己編寫模塊和平時寫程式一樣，既可以是解決某個問題的獨立程式，也可以是幾個函數構成（如math函數），模塊名就是代碼保存的文件名。

前面例子中，有一個Calc的類，裡面有加、減、乘、除四則運算，那可不可以把它設置為一個模塊呢？上文說過，幾個函數也可以構成模塊。那我們把定義類的“class Calc:”去掉試，就讓這四個函數在一起（註意，把四個函數中的self去掉），實例化等放到另一個模塊中。

修改名稱為clac.py，其中代碼如下：

def calcadd(x,y):
    return x+y
    
def calcreduce(x,y):
    return x-y
    
def calcmultiply(x,y):
    return x*y
    
def calcdeviate(x,y):
    return x/y

上述導入math模塊的文件，命名為newtest.py，將原列印加、減、乘、除的四個語句，拷貝過來並修改，代碼如下：

import math
from math import sqrt
import math as calcper

import calc as new_calc

print("調用math.sqrt:\t",math.sqrt(3))  #前一例子調用math模塊
print("直接調用sqrt:\t",sqrt(5))
print("新函數名調用sqrt:\t",calcper.sqrt(4))
    
print("相加的結果是:%s"%new_calc.calcadd(20,50))
print("相乘的結果是:%s"%new_calc.calcmultiply(23,50))
print("相除的結果是:%s"%new_calc.calcdeviate(30,50))
print("相減的結果是:%s"%new_calc.calcreduce(20,50))

運行結果：

重點註意一下：calc.py和newtest.py必須在同一目錄下。模塊的其他見https://www.cnblogs.com/codingchen/p/16157832.html 中的介紹。

二、部分常見模塊功能

1、math和random

前述導入的math模塊，主要是數學函數，比如常見的對數函數、三角函數、反三角函數等，還有一些常量，如圓周率pi、自然數e等

 random則包含了常見的隨機函數，如random、randint ,按概率生成的函數如gauss()，還有像shuffle(亂序表)，choice(隨機選擇)等。

對上述代碼進行適當修改，完成演示：將上述代碼中固定的數字，用隨機數，choice等完成。在calc.py文件不變的情況下，將newtest.py文件進行修改如下：

import calc as new_calc
import math
import random

m=float(random.random())
n=float(random.choice([5,7,9,13,15,11,13]))  #註意choice()中用的是[1,2,3]，而不是（1,2,3）

print("%s"%m)
print("%s"%n)   
print("相加的結果是:%s"%new_calc.calcadd(m,n))
print("相乘的結果是:%s"%new_calc.calcmultiply(m,n))
print("相除的結果是:%s"%new_calc.calcdeviate(n,m))  #m、n位置不一樣
print("相減的結果是:%s"%new_calc.calcreduce(m,n))

u=math.sin(m)
v=math.cos(n)
print("%s"%u)
print("%s"%v)   
print("相加的結果是:%s"%new_calc.calcadd(u,v))
print("相乘的結果是:%s"%new_calc.calcmultiply(u,n))  #n沒有變化
print("相除的結果是:%s"%new_calc.calcdeviate(n,u))
print("相減的結果是:%s"%new_calc.calcreduce(v,n))    #n沒有變化

註意一下：choice()的用法，choice()中用的是[1,2,3]的序列，而不是（1,2,3）。運行結果如下：

 2）日期與時間類

此類標準庫有calendar 、datetime和time三個模塊，通過下麵的例子，先瞭解一下datetime 和time這兩個模塊，代碼如下（仔細閱讀一下註釋）：

import datetime
import time
import calendar 

print(datetime.datetime.now())
print(time.time())
aa =  datetime.datetime.now()  #定義一個aa,將當前時間賦值給aa
bb = datetime.datetime(2023,9,23,21,56,35,120129) #定義一個bb,將當前時間賦值給bb
cc = aa-bb #將aa-bb的差賦值給cc

print("%s\n"%cc) #列印出cc

aaa=datetime.timedelta(days=5,hours=10)
bbb=datetime.timedelta(hours=6.5)
ccc=aaa+bbb
print("%s\n"%ccc.days)
print("%s\n"%ccc.seconds)
print("%s\n"%ccc.total_seconds())

print(aa+datetime.timedelta(minutes=20))
print("\n")
#閏年的處理，datetime會自動處理閏年
a=datetime.datetime(2020,3,1)
b=datetime.datetime(2020,2,28)
print("%s\n"%(a-b).days)

ab=datetime.datetime(2023,3,1)
ba=datetime.datetime(2023,2,28)
print("%s"%(ab-ba).days)

運行結果如下：

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