python常用模块（2）

之前学了两个常用的模块collections和re模块今天我们接着学习其他几个常用模块。都是比较常用的之前的学习或多或少也有所接触比如说时间模块等。

预习：

写一个验证码
首先 要有数字
其次 要有字母
一共 4位
可以重复

预习题

本篇导航：

• 时间模块（time）
• romdom模块
• sys模块
• os模块
• 序列化模块

一、时间模块（time）

在学习模块之前我们所接触的时间模块

import time

time.sleep(1)
#(线程)推迟指定的时间运行。单位为秒。
time.time()
#获取当前时间戳

简单使用

表示时间的三种方式

在Python中，通常有这三种方式来表示时间：时间戳、元组(struct_time)、格式化的时间字符串：

1、时间戳(timestamp) ：时间戳表示的是从1970年1月1日00:00:00开始按秒计算的偏移量

2、格式化的时间字符串(Format String)：2017-8-8

%y 两位数的年份表示（00-99）
%Y 四位数的年份表示（000-9999）
%m 月份（01-12）
%d 月内中的一天（0-31）
%H 24小时制小时数（0-23）
%I 12小时制小时数（01-12）
%M 分钟数（00=59）
%S 秒（00-59）
%a 本地简化星期名称
%A 本地完整星期名称
%b 本地简化的月份名称
%B 本地完整的月份名称
%c 本地相应的日期表示和时间表示
%j 年内的一天（001-366）
%p 本地A.M.或P.M.的等价符
%U 一年中的星期数（00-53）星期天为星期的开始
%w 星期（0-6），星期天为星期的开始
%W 一年中的星期数（00-53）星期一为星期的开始
%x 本地相应的日期表示
%X 本地相应的时间表示
%Z 当前时区的名称
%% %号本身

python中时间日期格式化符号

3、元组(struct_time) ：struct_time元组共有9个元素共九个元素：time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=8, tm_mday=8, tm_hour=16, tm_min=37, tm_sec=23, tm_wday=1, tm_yday=220, tm_isdst=0)

tm_year（年）                        比如2011
tm_mon（月）                        1 - 12
tm_mday（日）                        1 - 31
tm_hour（时）                        0 - 23
tm_min（分）                        0 - 59
tm_sec（秒）                        0 - 61
tm_wday（weekday）        0 - 6（0表示周日）
tm_yday（一年中的第几天）    1 - 366
tm_isdst（是否是夏令时）        默认为-1    

python中时间日期结构化属性

python中表示时间的几种格式

import time

#数字，时间戳
print(time.time())  #在存时间 并且给计算机用的时候

#格式化的时间字符串
print(time.strftime("%y/%m/%d %H:%M:%S"))   #展示 ： 打印时间的时候 需要记录的时候

#结构化的时间元组
print(time.localtime())  #用于计算机对时间进行计算

表示时间的格式

小结：时间戳是计算机能够识别的时间；时间字符串是人能够看懂的时间；元组则是用来操作时间的

几种格式之间的转换

import time

#时间戳-->结构化
print(time.gmtime(1500000000))
print(time.localtime(1500000000))
print(time.localtime(3000000000))
print(time.time())

#结构化-->时间戳
t = time.localtime()
print(t)
print(time.mktime(t))

#结构化-->格式化
t = time.localtime()
s = time.strftime("%B",t)
s = time.strftime("%a %b %d %H:%M:%S %Y",t)
print(s)

#格式化-->结构化
print(time.strptime(s,"%Y-%m-%d %H"))

时间格式转化

注意：格式化和时间戳不能直接转换

生成固定格式的时间表示格式

print(time.asctime(time.localtime()))
print(time.ctime(time.time()))
# Tue Aug  8 16:54:09 2017

#如果不传参返回当前时间

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二、romdom模块

import random

#随机小数
random.random()      # 大于0且小于1之间的小数
random.uniform(1,3) #大于1小于3的小数

#随机整数
random.randint(1,5)  # 大于等于1且小于等于5之间的整数
random.randrange(1,10,2) # 大于等于1且小于10之间的奇数

#随机选择一个返回
random.choice([1,'',[4,5]])  # #1或者23或者[4,5]
#随机选择多个返回，返回的个数为函数的第二个参数
random.sample([1,'',[4,5]],2) # #列表元素任意2个组合

#打乱列表顺序
item=[1,3,5,7,9]
random.shuffle(item) # 打乱次序

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三、sys模块

sys模块是与python解释器交互的一个接口

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.maxsize         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

import sys
print(sys.argv)
# name = sys.argv[1]
# password = sys.argv[2]
# if name == 'egon' and password == 'somebody':
#     print('继续执行程序')
# else:
#     exit()
# sys.exit()
print(sys.version)
print(sys.maxsize)
print(sys.path)
# sys.path.clear()  #清除下载的模块
import requests
print(sys.platform)

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四、os模块

os模块是与操作系统交互的一个接口

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 win下为;,Linux下为:
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.popen("bash command)  运行shell命令，获取执行结果
os.environ  获取系统环境变量

os.path
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
os.path.getatime(path)  返回path所指向的文件或者目录的最后访问时间
os.path.getmtime(path)  返回path所指向的文件或者目录的最后修改时间
os.path.getsize(path) 返回path的大小

注意：os.stat('path/filename')  获取文件/目录信息 的结构说明

stat 结构:

st_mode: inode 保护模式
st_ino: inode 节点号。
st_dev: inode 驻留的设备。
st_nlink: inode 的链接数。
st_uid: 所有者的用户ID。
st_gid: 所有者的组ID。
st_size: 普通文件以字节为单位的大小；包含等待某些特殊文件的数据。
st_atime: 上次访问的时间。
st_mtime: 最后一次修改的时间。
st_ctime: 由操作系统报告的"ctime"。在某些系统上（如Unix）是最新的元数据更改的时间，在其它系统上（如Windows）是创建时间（详细信息参见平台的文档）。

stat 结构

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五、序列化模块

什么叫序列化——将原本的字典、列表等内容转换成一个字符串的过程就叫做序列化

提到转换我们就会想到一个内置函数eval()，这么强大的函数我们为什么不建议大家用呢？eval()可以将字符串str当成有效的表达式来求值并返回计算结果。这么强大的功能使它有一个致命的缺点：安全性。如果我们从文件中读出的不是一个数据结构，而是一句具有破坏性的语句，那么后果实在不堪设设想。而使用eval就要担这个风险。

序列化的目的

1、以某种存储形式使自定义对象持久化；

2、将对象从一个地方传递到另一个地方。

3、使程序更具维护性。

1、json模块

Json模块提供了四个功能：dumps、dump、loads、load：

d = {'':{'k':[1,2,3,4]}}
s = str(d)
print(s,type(s))
print(eval(s),type(eval(s)))  #不安全

import json
#序列化  将d转换为字符串
#json转换完的字符串类型的字典中的字符串是由""表示的
ret_s = json.dumps(d)
print(ret_s,type(ret_s))

#反序列化  将字符串格式的字典转换成一个字典
ret_d = json.loads(ret_s)
print(ret_d,type(ret_d))

f = open('json_file','w')
dic = {'k1':'v1','k2':'v2','k3':'v3'}
#可以直接接收句柄操作
json.dump(dic,f)
# f.write(json.dumps(dic))
f.close()

f = open('json_file')
#可以直接接收句柄操作
dic2 = json.load(f)
print(dic2,type(dic2))
f.close()

方法简介

2、pickle模块

和json区别：你序列化的内容如果是列表或者字典，使用json模块。但如果序列化其他的数据类型，而未来你还会用python对这个数据进行反序列化的话，那么就可以使用pickle。如果是使用json序列化的其他语言可以使用，pickle不可以。

pickle模块提供了四个功能：dumps、dump、loads、load：

import pickle

tu = {1,2,3,4}
pik_b = pickle.dumps(tu)
print(pik_b)  #二进制内容
print(pickle.loads(pik_b))  #集合

#其它两个方法的区别和json一样也是可以直接操作句柄

方法简介

3、shelve模块

shelve只提供给我们一个open方法，是用key来访问的，使用起来和字典类似。

import shelve
f = shelve.open('shelve_file')
f['key'] = {'int':10, 'float':9.5, 'string':'Sample data'}  #直接对文件句柄操作，就可以存入数据
f.close()

f1 = shelve.open('shelve_file')
f1['key']['str'] = 'Sample'
#取出数据的时候也只需要直接用key获取即可，但是如果key不存在会报错
print(f1['key'])

f1 = shelve.open('shelve_file',writeback=True)
#如果想将修改后的结果同步到文件需要修改参数
f1['key']['str'] = 'Sample'
print(f1['key'])

方法使用

使用writeback以后，会增加额外的内存消耗

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思维导图：

图片太大放不下给大家一个链接：

https://www.processon.com/view/link/5989a24fe4b058e0a2f1c7b1

密码：aX2x

预习答案：

# 写一个验证码
# 首先 要有数字
# 其次 要有字母
# 一共 4位
# 可以重复

import random

#普通版
new_num_l = list(map(str,range(10)))  #['0','1'...'9']
alph_l = []   #用来存字母
for i in range(65,91):
    alph = chr(i)
    alph_l.append(alph)   #['A'..'Z']
new_num_l.extend(alph_l)
ret_l = []   #存生成的随机数字或字母
for i in range(4):
    ret_l.append(random.choice(new_num_l))
# ret = random.sample(new_num_l,4)  #无法实现第四个要求
print(''.join(ret_l))

#优化版
def myrandom():
    new_num_l = list(map(str,range(10)))
    alph_l = [chr(i) for i in range(65,91)]  #列表推导式
    new_num_l.extend(alph_l)
    ret_l = [random.choice(new_num_l) for i in range(4)]
    return ''.join(ret_l)
print(myrandom())

预习答案