Python学习：9.模块的安装以及调用模块

什么是模块

　　在Python中，模块其实也就是包含python代码的文件，我们为什么要使用模块？在我们以后写代码的时候，我们会发现有很多功能需要经常使用，那我们想要使用这些功能怎么办，要再把那些代码在敲一遍吗，这样不但增加了代码量，还浪费了时间，有人说我们可以写在函数里，是的，我们可以把一些功能写在函数里，使用的时候调用函数就行了，但是我们每次新建一个文件的时候，都需要再次将那些功能函数写一遍，还是有些麻烦，这时候，模块的便捷就体现出来了，我们将大量功能函数写在一个py文件里，当我们需要用到部分功能的时候，将这个文件（模块）导入一下，就可以轻松地调用里面的函数了。当然模块中不仅可以写函数，也可以写类。

模块的调用

1.import语句，用于导入整个模块

import module1
import module as module_a
#给导入的模块自定义一个别名

import sys
import time as ti

2.form..import，用于导入模块的某一部分功能或模糊导入

from module import name
from random import *
#导入random中所有属性

使用import导入模块内部机制

import语句导入指定的模块时会执行3个步骤
1. 找到模块文件：在模块搜索路径下搜索模块文件
　　程序的主目录
　　PYTHONPATH目录
　　标准链接库目录

2.编译成字节码：文件导入时会编译，因此，顶层文件的.pyc字节码文件在内部使用后会被丢弃，只有被导入的文件才会留下.pyc文件
3.执行模块的代码来创建其所定义的对象：模块文件中的所有语句从头至尾依次执行，而此步骤中任何对变量名的赋值运算，都会产生所得到的模块文件的属性
注意：模块只在第一次导入时才会执行如上步骤，后续的导入操作只不过是提取内存中已加载的模块对象，reload()可用于重新加载模块

自定义模块

所谓的自定义模块就是自己创建一个python文件，在里面写入了一些函数或者类，在自己定义文件名的时候，注意不能把自己文件的名字定义和已经存在的模块的名字重复，否则导入模块的时候可能导入的模块不是你想要的模块。

先在一个.py文件内写一个函数，然后再另一个文件内import 文件名,然后再写使用文件名.函数名调用函数。

import 文件名 

文件名.函数名()

导入模块时需要根据sys.path的路径找，为了我们自定义的模块可以成功导入，我们需要把自己写的py文件的路径添加到sys.path。

import sys
sys.path.append("d:")
#这个"d:"是你py文件放置的位置

查看模块搜索路径有哪些，自己添加的路径是否在搜索路径中。

import sys
for i in sys.path:
    print(i)

内置模块

内置模块是python自带功能，使用的时候直接使用import或者from..import导入模块即可。

python中有哪些内置模块，接下来就介绍一下：

一、OS

用于提供操作系统级别的操作

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('dir1/dir2')    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","new")  重命名文件/目录
    *   os.stat('path/filename')    获取文件/目录信息
        　　import os
        　　info = os.stat("D:\\文件名，需带后缀")
        　　print(info)

        os.sep                      操作系统特定的路径分隔符，win下为"\\",Linux下为"/"
        os.linesep                  当前平台使用的行终止符，win下为"\t\n",Linux下为"\n"
        os.pathsep                  用于分割文件路径的字符串
        os.name                     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
        　　import os
        　　os.system("shell命令")
        
        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
        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
        　　import os
        　　str1 = "D:"
        　　str2 = "home"
        　　str3 = "index"
        　　n = os.path.join(str1,str2,str3)
       　　 print(n)
        　　#结果  #自己根据顺序添加分割符
        　　D:home\index

        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

二、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          输入相关
 sys.stdout         输出相关
 sys.stderror       错误相关

三、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()
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())

# ######## sha256 ########

hash = hashlib.sha256()
hash.update(bytes('admin', encoding='utf-8'))
print(hash.hexdigest())

# ######## sha384 ########

hash = hashlib.sha384()
hash.update(bytes('admin', encoding='utf-8'))
print(hash.hexdigest())

# ######## sha512 ########

hash = hashlib.sha512()
hash.update(bytes('admin', encoding='utf-8'))
print(hash.hexdigest())
#以上加密算法虽然依然非常厉害，但时候存在缺陷，即：通过撞库可以反解。所以，有必要对加密算法中添加自定义key再来做加密。

import hashlib

# ######## md5 ########

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

#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())

#加盐值的加密（加密两次的加密）
import hashlib

# 自己加的加密规则
hash = hashlib.md5(bytes("admafasdin", encoding="utf-8"))
hash.update(bytes("admin", encoding="utf-8"))
print(hash.hexdigest()) 

四、re

python中提供了正则表达式相关操作

re.match()

#从头匹配
#最开始哪个字符（或字符串）开始匹配上后面的全部忽略
#简单
#分组

无分组

# 无分组
import re

origin = "hello alex bcd alex lge alex acd 19"
r = re.match("h\w+", origin)
print(r.group())  # 获取匹配到的所有结果
print(r.groups())  # 获取模型中匹配到的分组结果
print(r.groupdict())  # 获取模型中匹配到的分组结果

结果
hello
()
{}

分组

# 分组
# 分组的用处:从已经匹配到的字符串里在获取其中的某个字符
import re

origin = "hello alex bcd alex lge alex acd 19"
r = re.match("h(\w+)", origin)
print(r.group())  # 获取匹配到的所有结果
print(r.groups())  # 获取模型中匹配到的分组结果（括号（组）里的内容）
print(r.groupdict())  # 获取模型中匹配到的分组结果

结果：
hello
('ello',)
{}

#有组（括号）只有groups可以匹配到，有key只有gruopdict可以匹配到

origin = "hello alex bcd alex lge alex acd 19"

r = re.match("(h)\w+", origin)
print(r.groups())  # 获取模型中匹配到的分组结果

结果：('h',)

r = re.match("?P<n1>h(\w+)", origin)  # ?P<x>  x为key字典类型
print(r.groupdict())  # 获取模型中匹配到的分组结果
r = re.match("?P<n1>h(?P<n2>\w+)", origin)  # key ?P<> 的值为后面的字符串
print(r.groupdict())  # 获取模型中匹配到的分组结果

 结果：
{'n1': 'h'}
{'n1': 'h', 'n2': 'ello'}

re.search()
浏览全部字符串，匹配第一个符合规则的字符串
和match用法差不多，search只不过这个全部浏览，一个一个字符的匹配

origin = "hello alex bcd alex lge alex acd 19"
r = re.search("a\w+", origin)
print(r.group())  # 获取匹配到的所有结果
print(r.groups())  # 获取模型中匹配到的分组结果
print(r.groupdict())  # 获取模型中匹配到的分组结果

结果：
alex
()
{}

origin = "hello alex bcd alex lge alex acd 19"
r = re.search("a(\w+).*(?P<name>\d)$", origin)
print(r.group())  # 获取匹配到的所有结果                      #上下两个也相同
print(r.groups())  # 获取模型中匹配到的分组结果#显示组的结果，忽略掉自己不匹配的比如?P<name>
print(r.groupdict())  # 获取模型中匹配到的分组结果

结果：
alex bcd alex lge alex acd 19
('lex', '')
{'name': ''}

import re
origin = "hello alex bcd alex lge alex acd 19"
n = re.search("(a)(\w+)",origin)
print(n.group())
print(n.groups())

结果：
alex
('a', 'lex')    

re.findall()
在字符串中找到正则表达式所匹配的所有子串，并返回一个列表，如果没有找到匹配的，则返回空列表。

import re
re.findall("\d+\w\d+","a2b3c4d5")
#匹配时是逐个匹配，匹配到之后，下一轮匹配时就从他的后面开始匹配
结果:['2b3', '4d5']

findall特别
print(re.findall("","asdfasdf"))
结果：
['', '', '', '', '', '', '', '', '']

当元素处理时，有几个括号就有几个组，就要分几个，如果第一个匹配了，第二个，没有匹配但是第二个可有可无，但是在第二个的位置上第三个匹配了，就会生成三个，其中一个留给没有匹配的，留的那个为空。

import re
origin = "hello alex bcd alex lge alex acd 19"
print(re.findall("a\w+",origin))
print(re.findall("(a\w+)",origin))
print(re.findall("a(\w+)",origin))
#加括号以后，就行当于把按照规则匹配后，把括号里的输出，不在括号里的就不输出
结果：
['alex', 'alex', 'alex', 'acd']
['alex', 'alex', 'alex', 'acd']
['lex', 'lex', 'lex', 'cd']

origin = "hello alex bcd alex lge alex acd 19"
n = re.search("(a)(\w+)", origin)
print(re.findall("(a)(\w+)",origin))#在规则都匹配过一次时，先把这些放在一个括号里，之后一次匹配放在一个括号里，再匹配再放
print(n.groups())                                #结果第一个
结果：
[('a', 'lex'), ('a', 'lex'), ('a', 'lex'), ('a', 'cd')]
('a', 'lex')

                                #origin为上面的
print(re.findall("(a)(\w+(e))(x)",origin))
结果：#先找到a放进组里，再找到le放进组里，再从le里找到e放进组里，在找到x放进组里
[('a', 'le', 'e', 'x'), ('a', 'le', 'e', 'x'), ('a', 'le', 'e', 'x')]
#括号的意思是从提取到的内容里再次提取内容，有几个括号提取几次
例子：
origin = "hello alex bcd alex lge alex acd 19"
print(re.findall("(a)((\w+)(e))(x)",origin))
[('a', 'le', 'l', 'e', 'x'), ('a', 'le', 'l', 'e', 'x'), ('a', 'le', 'l', 'e', 'x')]
#详情请看199

import re
a = "alex"
n = re.findall("(\w){4}",a)#理论上它输出了四次，但是它只有一个括号，所以取一个，而且默认去最后一个
n1 = re.findall("(\w)(\w)(\w)(\w)",a)
n3 = re.findall("(\w)*",a)详解199 24
print(n)
print(n1)
print(n3)
结果
['x']
[('a', 'l', 'e', 'x')]
['x', '']
#findall其实就是search的groups组合而来
#当加有*时，前面那个可有可无所以当匹配不到或匹配到最后时，会以空的再匹配一次？？？？

import re
n = re.findall("(\dasd)*","1asd2asdp3asd98kif")
print(n)
#结果  #那么多空，因为贪婪匹配 #连续两次匹配到就去后面那个，带括号情况下
['2asd', '', '3asd', '', '', '', '', '', ''] #详解200 6 or 7

re.finditer()
和 findall 类似，在字符串中找到正则表达式所匹配的所有子串，并把它们作为一个迭代器返回。

import re

origin = "hello alex bcd alex lge alex acd 19"
r = re.finditer("(a)((\w+)(e))(?P<n1>x)",origin)
print(r)
for i in r:
    print(i,i.group(),i.groups(),i.groupdict())

结果：
<callable_iterator object at 0x0000000687374C50>
<_sre.SRE_Match object; span=(6, 10), match='alex'> alex ('a', 'le', 'l', 'e', 'x') {'n1': 'x'}
<_sre.SRE_Match object; span=(15, 19), match='alex'> alex ('a', 'le', 'l', 'e', 'x') {'n1': 'x'}
<_sre.SRE_Match object; span=(24, 28), match='alex'> alex ('a', 'le', 'l', 'e', 'x') {'n1': 'x'}

re.split()

方法按照能够匹配的子串将字符串分割后返回列表

import re

origin = "hello alex bcd alex lge alex acd 19"
ddd = "hello alex bcd alex ddaf lge alex acd 19"
n = re.split("a\w+", origin, 1)  # 1为分割次数
n1 = re.split("a\w+", ddd)
print(n)
print(n1)
结果
['hello ', ' bcd ', ' lge ', ' ', '']
['hello ', ' bcd ', ' dd', ' lge ', ' ', '']

origin = "hello alex bcd alex lge alex acd 19"
n = re.split("a(\w+)", origin, )
print(n)
结果  # 因为被分割了，所以n有三个部分，就像下面，n[1]第一部分 n[2]第二部分 n[3]第三部分
['hello ', 'lex', ' bcd alex lge alex acd 19']

# 中括号里面的字符无需转意，但是正则表达式里的括号有特殊意义，所以正常情况下需要转意

re.sub()
替换匹配成功的指定位置的字符串

sub(模型，替换成什么，所要替换的字符串，替换到前几个，模式)

origin = "jhasdjas4dg564jskdbf5s41g56asg"
str_n = re.sub("\d+","KKK",origin,5)
print(str_n)

结果
jhasdjasKKKdgKKKjskdbf5s41g56asg

subn()      #subn返回两个元素
origin = "jhasdjas4dg564jskdbf5s41g56asg"
new_str,count = re.subn("\d+","KKK",origin)
print(new_str,count)

结果：                    #5为匹配个数
jhasdjasKKKdgKKKjskdbfKKKsKKKgKKKasg 5

五、json模块

用于字符串和python基本数据类型之间转换

json模块中提供了四个功能：dumps、dump、loads、load

import json
result = json.loads(s)#将字符串类型转换为一种类型（看起来像什么转什么）但是需要完全符合那种类型的条件
print(result,type(result))
#json.loads用于将字典、列表、元组形式的字符串，转换为相应的字典、列表、元组
#json.dumps将基本数据类型转换为字符串

json.dump()
json.load()#这两个基本不用，可以不记

import json
dic = {"k1":123,"k2":"asd"}
json.dump(dic,open("hp","w"))#将dic字符串写到hp文件里面来

r = json.load(open("hp","r"))#将hp文件里的字符串读出，转为相应的类型

json是通用的数据传输，可以和多种语言转换，在用元组转换时可能出现错误，因为这种类型是python里特有的所以，别的可能无法识别。

六、pickle模块

用于python特有的类型和python基本数据类型间进行转换

pickle模块提供了四个功能：dumps、dump、loads、load

pickle模块用于将内存中的python对象序列化成字节流，并可以写入任何类似文件对象中；它也可以根据序列化的字节流进行反序列化，将字节流还原为内存中的对象。

#pickle使用dump方法将内存对象序列化：
import pickle

li = list(range(1,3))
dbfile = open('pickle_list', 'wb')    #必须以2进制打开文件，否则pickle无法将对象序列化只文件
pickle.dump(li, dbfile)
dbfile.close()

#以上代码即将list对象li序列化至文件“pickle_list"中，下次再次运行时，可以通过pickle的load方法恢复list对象：
import pickle

dbfile = open('pickle_list', 'rb')
li = pickle.load(dbfile)
dbfile.close()

json模块和pickle模块的区别

#pickle可以将任何数据类型序列化，json只能列表字典字符串数字等简单的数据类型，复杂的不可以
#但是pickle只能在python中使用，json可以支持多个语言

六、time模块

时间相关的操作

print(time.time())
# 时间戳 从1970年1月1号开始到现在一共过去了多少秒

print(time.ctiem())
# 输出当前系统时间

print(time.ctime(time.time() - 86640))
# 将时间戳转为字符串格式

print(time.gmtime(time.time() - 86640))
结果
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=8, tm_mday=7, tm_hour=7, tm_min=32, tm_sec=49, tm_wday=0, tm_yday=219, tm_isdst=0)

time_obj = time.gmtime(time.time() - 86640)
print(time_obj)  # 根据上面的输出内容进行格式化输出
print(str(time_obj.tm_year) + "-" + str(time_obj.tm_mon) + "-" + str(time_obj.tm_mday))
结果
　　　　 2018 - 6 - 17  # 加上str是因为他们原来是整形的
用字符串格式化输出
print("%s-%s-%s" % (time_obj.tm_year, time_obj.tm_mon, time_obj.tm_mday))
结果为
2018 - 6 - 17
格林威治时间

time.locatime(time.time() - 86640)
# 本地时间（本机时间）

time.strftime("%Y-%m=%d %H:%M:%S", time.localtime())
# 格式化输出时间可以将time.localtime替换为其他时间
# strftime将给定对象转成给定格式

time.strptime("2016/05/22", "%Y/%m/%d")
# 将 日期字符串 转成 struct时间对象格式
# 就是上面那个反过来
# 表明时间格式转换成struct时间格式

七、datetime模块

datatime模块重新封装了time模块，提供更多接口

print(datetime.date.today())
#输出格式2016-01-26

print(datetime.date.fromtimestamp(timetime()-86400))
#2016-01-26 将时间戳转换为日期格式

current_time = datetime.datetime.now()
print(current_time)
#输出2017-08-08 20:33:12.870346
print(current_time.timetuple)
#返回struct_time格式
print(current_time.replace())#输出现在时间
print(current_time.replace(1996,5,20))#输出给定时间

print(datetime.datetime.now() )#当前时间
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
#这里可以进行的操作
#days=None, seconds=None, microseconds=None, milliseconds=None, minutes=None,
#hours=None, weeks=None

第三方开源模块

python有很丰富的模块库，我们以后编写代码是的时候可以直接下载别人的模块，简化我们的代码，那么怎么下载模块，接下来我们就介绍一些。

我们使用pip进行安装，pip是一个Python包管理工具，我们安装的python3.6中自带pip3，我们需要找到python根目录下的scripts添加到环境变量中。

首先右击我的电脑==>属性==>高级系统设置==>在高级下找到下面的环境变量点击==>在系统变量中找到path点开==>将pip的目录（python根目录下的scripts文件路径）添加到path中。注意每个路径之间需要用 “；”分开。

打开命令提示符，使用pip3进行安装，我们演示一下，格式就是：pip3 install 你要安装的模块名字。

今天主要对三方面进行了介绍

• 模块的调用
• 内置模块（今天介绍了几个常用的模块，以后我们用到模块继续介绍）
• 第三方模块下载

今天所讲的重点就在前两个，需要多练习的是内置模块中的方法，今天就到这里就结束了，明天见。