day32-常见内置模块一(random、time、datetime、os、sys)

一、random模块

#随机小数
>>> random.random() # 大于0且小于1之间的小数0.7664338663654585
>>> random.uniform(1,3) #大于1小于3的小数1.6270147180533838

#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,'23',[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,'23',[4,5]],2) #列表元素任意2个组合[[4, 5], '23']

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

练习：生成随机验证码
生成5位验证码，包括数字和大小写字母

import random

code = ''
for i in range(n):
rand_num = str(random.randrange(0, 10))
rand_str1 = chr(random.randint(97, 122))
rand_str2 = chr(random.randint(65, 90))
code += random.choice([rand_num, rand_str1, rand_str2])

print(code(5))

#结果：0zwUR

二、time模块

1、表示时间的三种方式

在Python中，通常有三种方式来表示时间：时间戳、元组（struct_time）、格式化时间字符串。

(1)、时间戳(timestamp) ：通常来说，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。我们运行“type(time.time())”，返回的是float类型。
(2)、格式化的时间字符串(Format String)： ‘1999-12-06’

python中时间日期格式化符号
%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

练习：

import time
print(time.strftime('%y-%m-%d'))
# 18-11-26
print(time.strftime('%Y-%m-%d'))
# 2018-11-26
print(time.strftime('%H:%M:%S'))
# 15:25:11
print(time.strftime('%a, %A, %b, %B'))
# Mon, Monday, Nov, November
print(time.strftime('%c'))
# Mon Nov 26 15:25:11 2018
print(time.strftime('%j'))
#
print(time.strftime('%p'))
# PM
print(time.strftime('%U, %W'))
# 47, 48
print(time.strftime('%w'))
#
print(time.strftime('%x'))
# 11/26/18
print(time.strftime('%X'))
# 15:25:11
print(time.strftime('%z'))
# +0800
print(time.strftime('%%'))
# %

(3)、元组(struct_time) ：struct_time元组共有9个元素共九个元素:(年，月，日，时，分，秒，一年中第几周，一年中第几天等）

索引	属性（Attribute）	值（Vlaues）
0	tm_year（年）	2018
1	tm_mon（月）	1-12
2	tm_mday（日）	1-31
3	tm_hour（时）	0-23
4	tm_min（分）	0-59
5	tm_sec（秒）	0-59
6	tm_wday（周几）	0-6，0表示周一
7	tm_yday（一年中的第几天）	1-366
8	tm_isdst（是否是夏令时）	默认为0

首先，我们先导入time模块，来认识一下python中表示时间的几种格式：
#导入时间模块
>>>import time

#时间戳
print(time.time())
# 1543219503.5940044

#时间字符串
print(time.strftime("%Y-%m-%d %X"))
# 2018-11-26 16:04:02
print(time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S"))
# 2018-11-26 16:04:24

#时间元组:localtime将一个时间戳转换为当前时区的struct_time
print(time.localtime())
# time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=11, tm_mday=26, tm_hour=16, tm_min=5, tm_sec=3, tm_wday=0, tm_yday=330, tm_isdst=0)

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

2、几种格式之间的转换

格式化时间 ----> 结构化时间
ft = '2018-11-27 12:30:30'
st = time.strptime(ft,'%Y/%m/%d %H:%M:%S')
print(st)

结构化时间 ---> 格式化时间
ft = time.strftime('%Y/%m/%d %H:%M:%S',st)
print(ft)

结构化时间 ---> 时间戳
t = time.mktime(st)
print(t)

时间戳 ----> 结构化时间
t = time.time()
st = time.localtime(t)
print(st)

localtime()与gmtime()

import time
t = time.time()
print(time.localtime(t))
# time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=11, tm_mday=26, tm_hour=17, tm_min=5, tm_sec=8, tm_wday=0, tm_yday=330, tm_isdst=0)

print(time.gmtime(t))
# time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=11, tm_mday=26, tm_hour=9, tm_min=5, tm_sec=8, tm_wday=0, tm_yday=330, tm_isdst=0)

函数说明：localtime()将参数timep所指的time_t结构中的信息转换成真实世界所使用的时间日期表示方法，然后将结果由结构tm返回。结构tm的定义请参考gmtime()。此函数返回的时间日期已经转换成当地时区。
返回值：返回结构tm 代表目前的当地时间。

函数说明：gmtime()将参数timep所指的time_t结构中的信息转换成真实世界所使用的时间日期表示方法，然后将结果由结构tm返回。此函数返回的时间日期未经时区转换，而是UTC时间。
返回值：返回结构tm代表目前UTC时间。

结构化时间 --> %a %b %d %H:%M:%S %Y字符串
time.asctime(结构化时间) 如果不传参数，直接返回当前时间的格式化串
>>>time.asctime(time.localtime(1500000000))
'Fri Jul 14 10:40:00 2017'
>>>time.asctime()
'Thu Nov 26 22:44:13 2018'

时间戳 --> %a %b %d %H:%M:%S %Y字符串
time.ctime(时间戳) 如果不传参数，直接返回当前时间的格式化串
>>>time.ctime()
'Thu Nov 26 22:44:13 2018'
>>>time.ctime(1500000000)
'Fri Jul 14 10:40:00 2017'

t = time.time()
ft = time.ctime(t)
print(ft)
# Thu Nov 29 22:48:49 2018

st = time.localtime()
ft = time.asctime(st)
print(ft)
# Thu Nov 29 22:48:49 2018

例子：
1、计算两个格式化时间之间差了多少年月日时分秒

import time

time1 = '2010-10-10 08:08:08'
time2 = '2018-11-27 12:30:30'
timestamp1 = time.mktime(time.strptime(time1, '%Y-%m-%d %H:%M:%S'))
timestamp2 = time.mktime(time.strptime(time2, '%Y-%m-%d %H:%M:%S'))
time_difference = time.gmtime(timestamp2 - timestamp1)

print('时间相差%s年%s月%s日%s时%s分%s秒'%(time_difference.tm_year-1970, time_difference.tm_mon-1, time_difference.tm_mday-1, \
time_difference.tm_hour, time_difference.tm_min, time_difference.tm_sec))

时间相差8年1月17日4时22分22秒

2、计算当前时间所在月1号的时间戳

import time
time_now = time.strftime('%Y-%m-1 %H:%M:%S')
timestruct = time.strptime(time_now, '%Y-%m-%d %H:%M:%S')
timestramp = time.mktime(timestruct)
print(timestramp)

1541048065.0

三、datetime模块

1、显示时间

import datetime

print(datetime.datetime)
# <class 'datetime.datetime'>

now_time = datetime.datetime.now() # 现在的时间
print(now_time)
# 2018-11-27 23:06:37.154336

2、调整时间

只能调整的字段：weeks days hours minutes seconds

print(datetime.datetime.now() + datetime.timedelta(weeks=3)) # 三周后
print(datetime.datetime.now() + datetime.timedelta(weeks=-3)) # 三周前
print(datetime.datetime.now() + datetime.timedelta(days=3)) # 三天后
print(datetime.datetime.now() + datetime.timedelta(days=-3)) # 三天前
print(datetime.datetime.now() + datetime.timedelta(hours=5)) # 5小时后
print(datetime.datetime.now() + datetime.timedelta(hours=-5)) # 5小时前
print(datetime.datetime.now() + datetime.timedelta(minutes=15)) # 15分钟后
print(datetime.datetime.now() + datetime.timedelta(minutes=-15)) # 15分钟前
print(datetime.datetime.now() + datetime.timedelta(seconds=70)) # 70秒后
print(datetime.datetime.now() + datetime.timedelta(seconds=-70)) # 70秒前

3、设置时间

print(datetime.datetime.now().replace(year=2010)) #将年份设置为2010年
# 2010-11-27 23:16:19.293633
print(datetime.datetime.now().replace(month=1)) #将月份设置为1月
# 2018-01-27 23:16:19.293633
print(datetime.datetime.now().replace(day=1)) #将日期调整为1号
# 2018-11-01 23:16:19.293633
print(datetime.datetime.now().replace(year=2010, month=10, day=10, hour=10, minute=10, second=10)) #自定义年月日时分秒
# 2010-10-10 10:10:10.293633

4、 将时间戳转化成时间

print(datetime.date.fromtimestamp(1231231231))
# 2009-01-06

四、os模块

os模块是与操作系统交互的一个接口
import os

1、当前执行文件相关的工作路径

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 获取当前目录: ('.')
os.pardir 获取当前目录的父目录字符串名：('..')

练习：

import os
print(os.getcwd())
# G:\python3.6\test

os.chdir('G:\python3.6')
print(os.getcwd())
# G:\python3.6

print(os.curdir)
# .

print(os.pardir)
# ..

2、和文件夹相关

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，对结果print会以列表方式打印，如果不指定目录会打印当前目录下的内容。这个列表以字母排序。 它不包括 '.' 和'..' 即使它在文件夹中。

3、和文件相关

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

print(os.stat('../test1'))
#os.stat_result(st_mode=16895, st_ino=101330991615836257, st_dev=4096246216, st_nlink=1, st_uid=0, st_gid=0, st_size=0, st_atime=1543294886, st_mtime=1543294886, st_ctime=1543279758)

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

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）。

4、和操作系统差异相关

os.sep 输出操作系统特定的路径分隔符，win下为"\\",Linux下为"/" 实测win下是\
os.linesep 输出当前平台使用的行终止符，win下为"\t\n",Linux下为"\n" 实测win下没有返回结果
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'

5、和执行系统命令相关

os.system("bash command") 运行shell命令，直接显示
os.popen("bash command).read() 运行shell命令，获取执行结果
os.environ 获取系统环境变量

练习：调用系统命令

os.system('dir')  #显示乱码

        G  еľ û б ǩ
       к    F427-C1C8

 G:\python3.6   Ŀ¼

2018/11/27  13:31    <DIR>          .
2018/11/27  13:31    <DIR>          ..
2018/10/16  19:58    <DIR>          .idea
2018/11/26  14:29    <DIR>          blog
2018/11/27  13:31             2,046 test.py
2018/11/24  15:35    <DIR>          __pycache__
               1    ļ           2,046  ֽ
              12   Ŀ¼ 20,790,878,208      ֽ 

result = os.popen('dir').read()
print(result)
 驱动器 G 中的卷没有标签。
 卷的序列号是 F427-C1C8

 G:\python3.6 的目录

2018/11/27  13:31    <DIR>          .
2018/11/27  13:31    <DIR>          ..
2018/10/16  19:58    <DIR>          .idea
2018/11/26  14:29    <DIR>          blog
2018/11/27  13:31             2,046 test.py
2018/11/24  15:35    <DIR>          __pycache__
               1 个文件          2,046 字节
              12 个目录 20,790,878,208 可用字节

result = os.popen('ping 127.0.0.1').read()
print(result)
正在 Ping 127.0.0.1 具有 32 字节的数据:
来自 127.0.0.1 的回复: 字节=32 时间<1ms TTL=128
来自 127.0.0.1 的回复: 字节=32 时间<1ms TTL=128
来自 127.0.0.1 的回复: 字节=32 时间<1ms TTL=128
来自 127.0.0.1 的回复: 字节=32 时间<1ms TTL=128

127.0.0.1 的 Ping 统计信息:
    数据包: 已发送 = 4，已接收 = 4，丢失 = 0 (0% 丢失)，
往返行程的估计时间(以毫秒为单位):
    最短 = 0ms，最长 = 0ms，平均 = 0ms

6、path系列，和路径相关

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

7、其他

os.getlogin() 得到用户登录名称
os.getuid() 返回当前进程的有效用户 id。(linux支持）
os.getpid() 返回当前进程的id。(linux支持）
os.getppid() 返回父进程的id。(linux支持）

uname() 函数返回识别操作系统的不同信息，在 Linux 中它返回的详细信息可以从 uname -a 命令得到。uname() 返回的对象是一个元组，（sysname, nodename, release, version, machine）。
print(os.uname())
('Linux', 'd80', '2.6.34.7-56.fc13.i686.PAE', '#1 SMP Wed Sep 15 03:27:15 UTC 2010', 'i686')

windows下可以用platform模块
import platform
print(platform.uname())
# uname_result(system='Windows', node='i-PC', release='7', version='6.1.7601', machine='AMD64', processor='Intel64 Family 6 Model 69 Stepping 1, GenuineIntel')

例子：

1、分别列出给定目录下所有的文件和文件夹

import os
path = 'g:/work'
print(list(dir for dir in os.listdir(path) if os.path.isdir(path + '/' + dir)))
print(list(file for file in os.listdir(path) if os.path.isfile(path + '/' + file)))

print(list(dir for dir in os.listdir(path) if os.path.isdir(os.path.join(path, dir))))
print(list(file for file in os.listdir(path) if os.path.isfile(os.path.join(path, file))))

2、在当前目录下创建一个文件夹、在这个文件夹下创建一个文件

import os
dir1 = 'dir1'
os.mkdir(dir1)
os.chdir(dir1)
file1 = open('file1', 'w', encoding='utf-8')
file1.close()

3、计算某路径下所有文件和文件夹的总大小

import os
path = 'g:\python3.6'
file_size = 0

def func1(p):
    global file_size
    f = os.listdir(p)
    for file in f:
        file_path = os.path.join(p, file)
        if os.path.isdir(file_path):
            path_new = os.path.join(p, file)
            func1(path_new)
        elif os.path.isfile(file_path):
            file_size += os.path.getsize(file_path)
    return '文件大小为:%.2fKB(%s字节)' %(file_size / 1024, file_size)
print(func1(path))

五、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),错误退出sys.exit(1)
sys.version 获取Python解释程序的版本信息
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

练习：

import sys
print(sys.version)
# 3.6.7 (v3.6.7:6ec5cf24b7, Oct 20 2018, 12:45:02) [MSC v.1900 32 bit (Intel)]

print(sys.platform)
# win32

异常处理和status

import sys
try:
　　sys.exit(1)
except SystemExit as e:
　　print(e)

#结果：