Python模块之常用模块，反射以及正则表达式

常用模块

 1. OS模块

用于提供系统级别的操作,系统目录，文件，路径，环境变量等

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.curdir  返回当前目录: ('.')
os.pardir  获取当前目录的父目录字符串名：('..')
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.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"\t\n",Linux下为"\n"
os.pathsep    输出用于分割文件路径的字符串
os.name    输出字符串指示当前使用平台。win->'nt'; Linux->'posix'
os.system("bash command")  运行shell命令，直接显示
os.environ  获取系统环境变量
os.path.abspath(path)  返回path规范化的绝对路径（重要）
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（重要）
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（重要）
os.path.getatime(path)  返回path所指向的文件或者目录的最后存取时间
os.path.getmtime(path)  返回path所指向的文件或者目录的最后修改时间

2. sys

用于提供对Python解释器相关的操作：

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)
sys.version        获取Python解释程序的版本信息
sys.maxint         最大的Int值
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
sys.stdin, sys.stdout, sys.stderr   stdin , stdout , 以及stderr 变量包含与标准I/O 流对应的流对象. 当需要更好地控制输出,而print 不能满足你的要求, 它们就是你所需要的.
sys.stdout.write('please:')
val = sys.stdin.readline()[:-1]
sys.modules       sys.modules是一个全局字典，该字典是python启动后就加载在内存中。每当程序员导入新的模块，sys.modules将自动记录该模块。
                  当第二次再导入该模块时，python会直接到字典中查找，从而加快了程序运行的速度。它拥有字典所拥有的一切方法。

#1.sys.argv用法

import sys
print (sys.argv[0])
print (sys.argv[1])

运行：

# python sys.py argv1
>>>sys.py
>>>argv1

#2.sys.exit用法
import sys
print "hello"
try:
    sys.exit(1)
except (SystemExit):   # 捕获退出的异常
    pass                    # 捕获后不做任何操作
print "there"

运行：
>>>hello
>>>there

3.sys.path 用法
>>> import sys
>>> sys.path
['', '/usr/lib/python2.7', '/usr/lib/python2.7/plat-x86_64-linux-gnu', '/usr/lib/python2.7/lib-tk', '/usr/lib/python2.7/lib-old', ...]

>>>sys.path.append("自定义模块路径")  #加入自定义模块路径

import sys
import time
def view_bar(num,total):
    rate = float(num) / float(total)
    rate_num = int(rate * 100)
    r = '\r%d%%'%(rate_num)
    sys.stdout.write(r)
    sys.stdout.flush()

if __name__ == '__main__':
    for i in (range(0,101)):
        time.sleep(0.1)
        view_bar(i,100)

进度条示例

3. random

随机数

import random
print(random.random()) #用于生成一个0到1的随机符点数: 0 <= n < 1.0
print(random.randint(1,5)) #获取一个从1到5的整数
print(random.randrange(1,10,2)) #获取一个从1到10步长为4的随机数

#从列表a从随机取出一个元素
a=[1,2,3,4,5]
random.choice(a)

#打乱列表a里元素的顺序(洗牌)
a=[1,2,3,4,5]
random.shuffle(a)

#从列表a中以随机顺序取出3个元素(一个元素只能取出一次,所以取出的个数不能大于列表所含元素的个数)
a=[1,2,3,4,5]
random.sample(a,3)

 import random

 checkcode = ''
 for i in range(4):
     current = random.randrange(0,4)
     if current !=i:
         temp = chr(random.randrange(65,90))
     else:
         temp = random.randrange(0,9)
     checkcode += str(temp)

 print(checkcode)

随机验证码

4. datetime&time

时间相关的操作，时间有三种表示方式：

• 时间戳              1970年1月1日之后的秒，即：time.time()

• 格式化的字符串       2014-11-11 11:11，    即：time.strftime('%Y-%m-%d')

• 结构化时间          元组包含了：年、日、星期等... time.struct_time 即：time.localtime()

import time

#时间戳
print(time.time()) #返回1970年1月1日之后到现在的秒
>>>1480153101.8116162

#结构化
print(time.localtime())  #返回本地时间 的struct time对象格式
print(time.gmtime())     #返回UTC 时区 的struct time对象格式

>>>time.struct_time(tm_year=2016, tm_mon=11, tm_mday=26, tm_hour=17, tm_min=38, tm_sec=21, tm_wday=5, tm_yday=331, tm_isdst=0)
>>>time.struct_time(tm_year=2016, tm_mon=11, tm_mday=26, tm_hour=9, tm_min=38, tm_sec=21, tm_wday=5, tm_yday=331, tm_isdst=0)

#格式化的字符串
print(time.ctime())
print(time.asctime())

>>>Sat Nov 26 17:38:21 2016
>>>Sat Nov 26 17:38:21 2016

#相互转换
print(time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S',time.localtime()))  # 将结构化时间对象转换成你想要的格式化的字符串(常用)
print(time.strptime('2016-11-11 15:06', '%Y-%m-%d %H:%M'))  ## 将格式化的字符串时间转换成结构化的struct对象(更常用)
print(time.mktime(time.localtime()))                        #将struct时间对象转成时间戳
print(time.mktime(time.strptime(time.ctime())))             #将格式化的字符串转换成时间戳
print(time.asctime(time.gmtime()))                          #将struct时间对象转成格式化的字符串
print(time.ctime(time.time()-86400))                         #将时间戳转换成格式化的字符串

>>>2016-11-26 17:43:32
>>>time.struct_time(tm_year=2016, tm_mon=11, tm_mday=11, tm_hour=15, tm_min=6, tm_sec=0, tm_wday=4, tm_yday=316, tm_isdst=-1)
>>>1480153412.0
>>>1480153412.0
>>>Sat Nov 26 09:43:32 2016
>>>Fri Nov 25 17:43:32 2016

import datetime

print(datetime.datetime.now()) #返回 2016-08-19 12:47:03.941925
print(datetime.date.fromtimestamp(time.time()))  # 时间戳直接转成日期格式 2016-08-19
print(datetime.datetime.now()) #显示当前时间(常用)
print(datetime.datetime.now() + datetime.timedelta(3)) #当前时间+3天
print(datetime.datetime.now() + datetime.timedelta(-3)) #当前时间-3天
print(datetime.datetime.now() + datetime.timedelta(hours=3)) #当前时间+3小时
print(datetime.datetime.now() + datetime.timedelta(minutes=30)) #当前时间+30分

>>>2016-11-26 17:43:32.231371
>>>2016-11-26
>>>2016-11-26 17:43:32.231371
>>>2016-11-29 17:43:32.231371
>>>2016-11-23 17:43:32.231371
>>>2016-11-26 20:43:32.231371
>>>2016-11-26 18:13:32.231371

#时间替换
c_time  = datetime.datetime.now()
print(c_time.replace(minute=3,hour=2))
print(c_time.replace(2015,11,26))

>>>2016-11-26 02:03:32.231371
>>>2015-11-26 17:43:32.231371

#时间比较
print(type(time.localtime()))
print(type(c_time))
print(c_time>c_time.replace(2015,11,26))

>>> <class 'time.struct_time'>
>>> <class 'datetime.datetime'>
>>>True

5. logging模块

用于便捷记录日志且线程安全的模块

import logging

#将日志信息写入到文件
logging.basicConfig(filename='example.log',level=10,
                    format='%(asctime)s %(message)s', datefmt='%m/%d/%Y %I:%M:%S %p')

logging.debug('Action')
logging.info('teacher cang is action starting')
logging.warning('User [derby] attempted wrong password more then three times')
logging.error('The show is not in time')
logging.critical('server is down')

日志级别

CRITICAL = 50
FATAL = CRITICAL
ERROR = 40
WARNING = 30
WARN = WARNING
INFO = 20
DEBUG = 10
NOTSET = 0

日志格式

%(name)s	Logger的名字
%(levelno)s	数字形式的日志级别
%(levelname)s	文本形式的日志级别
%(pathname)s	调用日志输出函数的模块的完整路径名，可能没有
%(filename)s	调用日志输出函数的模块的文件名
%(module)s	调用日志输出函数的模块名
%(funcName)s	调用日志输出函数的函数名
%(lineno)d	调用日志输出函数的语句所在的代码行
%(created)f	当前时间，用UNIX标准的表示时间的浮 点数表示
%(relativeCreated)d	输出日志信息时的，自Logger创建以 来的毫秒数
%(asctime)s	字符串形式的当前时间。默认格式是 “2003-07-08 16:49:45,896”。逗号后面的是毫秒
%(thread)d	线程ID。可能没有
%(threadName)s	线程名。可能没有
%(process)d	进程ID。可能没有
%(message)s	用户输出的消息

怎么同时把log打印在屏幕和文件日志里？

Python 使用logging模块记录日志涉及四个主要类，使用官方文档中的概括最为合适：

• logger提供了应用程序可以直接使用的接口；
• handler将(logger创建的)日志记录发送到合适的目的输出；
• filter提供了细度设备来决定输出哪条日志记录；
• formatter决定日志记录的最终输出格式。

logger

每个程序在输出信息之前都要获得一个Logger。Logger通常对应了程序的模块名，比如聊天工具的图形界面模块可以这样获得它的Logger：
LOG=logging.getLogger(”chat.gui”)
而核心模块可以这样：
LOG=logging.getLogger(”chat.kernel”)

Logger.setLevel(lel):指定最低的日志级别，低于lel的级别将被忽略。debug是最低的内置级别，critical为最高
Logger.addFilter(filt)、Logger.removeFilter(filt):添加或删除指定的filter
Logger.addHandler(hdlr)、Logger.removeHandler(hdlr)：增加或删除指定的handler
Logger.debug()、Logger.info()、Logger.warning()、Logger.error()、Logger.critical()：可以设置的日志级别

handler

handler对象负责发送相关的信息到指定目的地。Python的日志系统有多种Handler可以使用。有些Handler可以把信息输出到控制台，有些Logger可以把信息输出到文件，还有些 Handler可以把信息发送到网络上。如果觉得不够用，还可以编写自己的Handler。可以通过addHandler()方法添加多个多handler
Handler.setLevel(lel):指定被处理的信息级别，低于lel级别的信息将被忽略
Handler.setFormatter()：给这个handler选择一个格式
Handler.addFilter(filt)、Handler.removeFilter(filt)：新增或删除一个filter对象

每个Logger可以附加多个Handler。接下来我们就来介绍一些常用的Handler：
1) logging.StreamHandler
使用这个Handler可以向类似与sys.stdout或者sys.stderr的任何文件对象(file object)输出信息。它的构造函数是：
StreamHandler([strm])
其中strm参数是一个文件对象。默认是sys.stderr

2) logging.FileHandler
和StreamHandler类似，用于向一个文件输出日志信息。不过FileHandler会帮你打开这个文件。它的构造函数是：
FileHandler(filename[,mode])
filename是文件名，必须指定一个文件名。
mode是文件的打开方式。参见Python内置函数open()的用法。默认是’a'，即添加到文件末尾。

3) logging.handlers.RotatingFileHandler
这个Handler类似于上面的FileHandler，但是它可以管理文件大小。当文件达到一定大小之后，它会自动将当前日志文件改名，然后创建 一个新的同名日志文件继续输出。比如日志文件是chat.log。当chat.log达到指定的大小之后，RotatingFileHandler自动把 文件改名为chat.log.1。不过，如果chat.log.1已经存在，会先把chat.log.1重命名为chat.log.2。。。最后重新创建 chat.log，继续输出日志信息。它的构造函数是：
RotatingFileHandler( filename[, mode[, maxBytes[, backupCount]]])
其中filename和mode两个参数和FileHandler一样。
maxBytes用于指定日志文件的最大文件大小。如果maxBytes为0，意味着日志文件可以无限大，这时上面描述的重命名过程就不会发生。
backupCount用于指定保留的备份文件的个数。比如，如果指定为2，当上面描述的重命名过程发生时，原有的chat.log.2并不会被更名，而是被删除。

4) logging.handlers.TimedRotatingFileHandler
这个Handler和RotatingFileHandler类似，不过，它没有通过判断文件大小来决定何时重新创建日志文件，而是间隔一定时间就 自动创建新的日志文件。重命名的过程与RotatingFileHandler类似，不过新的文件不是附加数字，而是当前时间。它的构造函数是：
TimedRotatingFileHandler( filename [,when [,interval [,backupCount]]])
其中filename参数和backupCount参数和RotatingFileHandler具有相同的意义。
interval是时间间隔。
when参数是一个字符串。表示时间间隔的单位，不区分大小写。它有以下取值：
S 秒
M 分
H 小时
D 天
W 每星期（interval==0时代表星期一）
midnight 每天凌晨

 分别将日志打印到屏幕，和文件的示例

注意：全局日志级别 设置的目的为只显示比它高的级别，低级别的不会显示

import logging

#create logger
logger = logging.getLogger('Test-Log') #get the logger object first
logger.setLevel(logging.INFO) # set a global log level

#create console handler and set level to debug
ch =logging.StreamHandler() #print the log on monitor
ch.setLevel(logging.DEBUG)

#create file handler and set level to Info

fh = logging.FileHandler('ProgramInfo.log')
fh.setLevel(logging.WARNING)

# Format the log

fm = logging.Formatter('%(asctime)s - %(name)s - %(levelname)s -%(module)s:  %(message)s')
fm1 = logging.Formatter('%(asctime)s  - %(levelname)s - %(message)s')

# add formatter to ch and fh

ch.setFormatter(fm1)
fh.setFormatter(fm)

# add ch and fh to logger
logger.addHandler(ch)
logger.addHandler(fh)
# 'application' code
logger.debug('debug message')
logger.info('info message')
logger.warn('warn message')
logger.error('error message')
logger.critical('critical message')

6.hashlib

用于加密相关的操作，代替了md5模块和sha模块，主要提供 SHA1, SHA224, SHA256, SHA384, SHA512 ，MD5 算法

import hashlib

# ######## md5 ########
hash = hashlib.md5()
# help(hash.update)
hash.update(bytes('admin', encoding='utf-8'))
print(hash.hexdigest())
print(hash.digest())

######## sha1 ########

hash = hashlib.sha1()
hash.update(bytes('admin', encoding='utf-8'))
print(hash.hexdigest())

#因为MD5是不可逆的加密方式，因此通过过撞库可以反解。
#所以，有必要对加密算法中添加自定义key再来做加密。

# ######## md5+key ########

hash = hashlib.md5(bytes('898oaFs09f',encoding="utf-8"))
hash.update(bytes('admin',encoding="utf-8"))
print(hash.hexdigest())

更牛逼的加密方式：python内置还有一个 hmac 模块，它内部对我们创建 key 和 内容 进行进一步的处理然后再加密

import hmac

h = hmac.new(bytes('898oaFs09f',encoding="utf-8"))
h.update(bytes('admin',encoding="utf-8"))
print(h.hexdigest())

7. 正则表达式 re模块

python中re模块提供了正则表达式相关操作

'.'     默认匹配除\n之外的任意一个字符，若指定flag DOTALL,则匹配任意字符，包括换行
>>>print(re.findall('d.ng','lsddengllsding'))
>>>['deng', 'ding']

'^'     匹配字符开头，若指定flags MULTILINE,这种也可以匹配上

(r"^a","\nabc\neee",flags=re.MULTILINE)
'$'     匹配字符结尾，或e.search("foo$","bfoo\nsdfsf",flags=re.MULTILINE).group()也可以
'*'     匹配*号前的字符0次或多次，re.findall("ab*","cabb3abcbbac")  结果为['abb', 'ab', 'a']
'+'     匹配前一个字符1次或多次，re.findall("ab+","ab+cd+abb+bba") 结果['ab', 'abb']
'?'     匹配前一个字符1次或0次
'{m}'   匹配前一个字符m次
'{n,m}' 匹配前一个字符n到m次，re.findall("ab{1,3}","abb abc abbcbbb") 结果'abb', 'ab', 'abb']
'|'     匹配|左或|右的字符，re.search("abc|ABC","ABCBabcCD").group() 结果'ABC'
'(...)' 分组匹配，re.search("(abc){2}a(123|456)c", "abcabca456c").group() 结果 abcabca456c

　　

　Python反射　

当我们需要根据用户的输入来访问某个模块里对应的函数时，通常的体位是这样的

# lib库里的common 模块

def login():
    print('炫酷的登陆页面')

def logout():
    print('炫酷的退出页面')

def home():
    print('炫酷的主页面')

# main 程序运行

from lib import common

def run():
    inp = input('请输入URL:')
    if inp == 'login':
        common.login()

    elif inp == 'logout':
        common.logout()

    elif inp == 'home':
        common.home()

    else :
        print('404')

if __name__ == '__main__':
    run()

当common 里有一千个函数怎么办? 简单粗暴的写一千个吗？ no,,no... 太low,什么年代了，还男上女下~

duang···duang~ duang; Python提供了省时省力的新姿势，反射

即：利用字符串的形式去对象(模块)中去操作（寻找\检测\删除\设置）成员，其主要是使用内置（getattr）函数去对象中寻找相应的函数，将上面改成发射的形式如下：

from lib import common

def run():
    inp = input('请输入URL:')

    if hasattr(common,inp):        # 检测相应的模块是否存在

        func = getattr(common,inp)   # 获取相应的函数
        func()
    else:
        print('404')

if __name__ == '__main__':
    run()

以上只是在一个模块里找，通常我们的程序会使用到多个模块里的不同的函数，就像男人不会在找一个女朋友，那么有咩多p的方法？

其实Python里想要3,4,5,6p 很简单，利用字符串的方式导入模块就可以了，可以用字符串的方式导入，那么就可以使用变量导入模块了

Python是怎么轻轻松松3,4,5P的呢？ 利用双下滑线导入（ __import__）：

# 当前目录下的lib 文件夹里的文件
# lib
##account.py
##common.py
##order.py
import sys,os

f=os.getcwd()+'\lib'
sys.path.append(f)

def run():
    inp = input('请输入URL:')
    m,f = inp.split('/')      # 默认输入规定 "模块/函数" 如：common/login
    obj =  __import__(m)

    #不导入路径的方式
    #obj =  __import__('lib.'+m,fromlist=True) #如果没有后面的参数__import__ 默认只会导入到lib，后面的不会导入

    if hasattr(obj,f):        # 检测相应的模块是否存在

        func = getattr(obj,f)   # 获取相应的函数
        func()
    else:
        print('404')

if __name__ == '__main__':
    run()