今日主要内容

模块初识
- 模块导入
- 模块路径
- 自定义模块
内置模块（标准库）
- time
- datetime
- random
- sys
- os
- funtools

一、模块初识

（一）什么是模块

其实我们创建的每一个py文件就是一个模块，模块是将不同功能的函数进行归类，划分，封装的集合体
模块分类：
- 内置模块（标准库）
- 第三方模块（第三方库）
- 自定义模块
模块的特点：拿来主义
- 开发效率高，没有必要了解其中原理
- 减少重复代码
- 分文件管理，有助于修改和维护

（二）模块导入

导入模块关键字：import
模块只有在第一次导入才会执行，为了防止重复导入，python在第一次导入后就将模块名加载到内存，再次导入只是对加载到内存中的模块对象增加了一次引用，不会重复执行模块内的语句
```
# text.py文件

print("这是text.py文件中的语句")

def func():

	print("这是text.py文件中的函数")

# target.py文件

import text

import text

import text

运行结果：

这是text.py文件中的语句  # 只运行一次
```
第一次导入时发生的三件事：
- 为源文件（被导入模块）创建新的名称空间，在被导入模块中定义的函数或者方法使用了global访问的就是这个名称空间
- 在新创建的名称空间中执行模块中包含的代码
- 创建同名的模块名来引用该名称空间
模块导入时的查找顺序
- 内存 > 内置 > sys.path
- 说明：解释器运行的时候，会将一部分常用的模块加载到内存，在我们导入模块的时候解释器会查找此模块是否已被加载到内存中，如果没有就去查找内置库中有无此模块，如果还没有最后查找sys.path中的路径中是否包含此模块，进行导入，如果还没有，解释器就会报错
- 可以通过手动添加将模块的路径添加到sys.path中，sys.path返回的是一个列表，可以使用append()方法添加，供解释器搜索
```
from sys import path

path.append(r"C:\Users\11582\Desktop")

from text import ceshi

ceshi()
```
模块导入的方法：
- import XXX：将模块全部导入
- from XXX import XXX：导入指定模块功能
- 在后面使用as，两者都可给导入的模块或功能重新命名
```
import time as a

from time import sleep as s
```
- 说明：
  - 使用import导入时可以一行导入多个模块，但不建议，建议每使用一个import只导入一个模块
```
import time

import random

import sys
```
  - 使用from可以一行导入多个功能，导入的功能在使用时会将之前定义同名的变量覆盖掉
```
def time():

	print("123")

from time import time

time()

运行结果：

123
```
  - from XXX import *：导入模块内全部功能，可以通过__all__限制导入的功能
```
# 被导入文件:zxd.py

def name():

	print("zxd")

def age():

	print("age")

__all__ = ["name"]

# 运行文件:target.py

from zxd import *

age()

运行结果：

NameError: name 'age' is not defined
```
模块的两种用法
- 当作普通模块执行
- 当作脚本执行
如何使用模块中的功能
- 万能的.
- 如果利用import导入整个模块，使用时要利用模块名.功能
```
import time 

t = time.time()
```
- 如果使用from，则可以直接使用该功能，注意这样会覆盖之前定义的功能
```
def time():

	print("123")

from time import time

time()

运行结果：

123
```
避免循环导入模块
- 三个模块，模块1导入模块2，模块2导入模块3，模块3导入模块1（避免）

（三）自定义模块

注意：自定义模块时千万不要定义与内置模块相同的模块名

自己创建的py文件就是一个自定义模块

# zxd.py  # 自定义模块

def name():

	print("zxd")

def age():

	print("age")

# target.py

import zxd

zxd.name()

zxd.age()

运行结果：

zxd

23

定义模块私有部分（无法通过导入使用）

if __name__ == "__main__":

	"""私有部分"""

原理：如果__name__在本文件运行返回的是__main__，如果被导入返回的是被导入的文件名。

# zxd.py文件

print(__name__)

if __name__ == "__main__":

	"""私有部分"""

运行结果：

__main__

# zxd.py文件

print(__name__)

if __name__ == "__main__":

	"""私有部分"""

# target.py文件

import zxd

print(__name__)

运行结果：

zxd

__main__

二、内置模块（标准库）

（一）time模块

time模块在python中是和时间相关的模块，python中的时间分为三种形式：

时间戳：从1970-01-01 00:00:00到现在一共经历了多少秒，用float表示
结构化时间：以元组的形式，以固定结构输出时间
- 固定结构：年，月，日，时，分，秒，一年中第几周，一年中第几天，是否是夏令时（1是夏令时；0是非夏令时，-1表示不确定是否是夏令时）
```
time.struct_time(tm_year=1970, tm_mon=1, tm_mday=1, tm_hour=0, tm_min=0, tm_sec=0, tm_wday=3, tm_yday=1, tm_isdst=-1)
```

格式化时间：根据我们的需要对时间任意格式化

格式化标准：

%y	两位数的年份表示(00-99)
%Y（常用）	四位数的年份表示(000-9999)
%m（常用）	月份(01-12)
%d（常用）	月内中的一天(0-31)
%H（常用）	24小时制小时数(0-23)
%I	12小时制小时数(01-12)
%M（常用）	分钟数(00=59)
%S（常用）	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

time模块部分方法介绍：

time.time()	获取当前时间戳
time.sleep()	睡眠（延时）
time.localtime()	将时间戳转换为结构化时间
time.mktime()	将结构化时间转换为时间戳
time.strftime()	将结构化时间转换为格式化时间
time.strptime()	将格式化时间转换为结构化时间

time.time()
- 函数定义：time()
- 函数说明：获取当前时间戳，距离1970-01-01 00:00:00到现在经过的时间，单位是秒，结果为浮点型
```
import time

print(time.time())

运行结果：

1569505356.1715019
```
time.sleep()
- 函数定义：sleep(seconds)
- 函数说明：参数为秒，将执行延时数秒，可以是亚秒级别的浮点数
```
import time

print(1)

time.sleep(10)

print(2)

运行结果：

1

2  # 相隔10S 
```
time.localtime()
- 函数定义：localtime([seconds])
- 函数返回：(tm_year,tm_mon,tm_mday,tm_hour,tm_min,tm_sec,tm_wday,tm_yday,tm_isdst)
- 函数说明：参数为时间戳，将时间戳转换为表示本地时间的时间元组，当seconds没有传入时，转换当前的时间戳
```
import time

print(time.localtime())

运行结果：

time.struct_time(tm_year=2019, tm_mon=9, tm_mday=26, tm_hour=22, tm_min=2, tm_sec=38, tm_wday=3, tm_yday=269, tm_isdst=0)
```
- 返回值取值：
  - 返回值可以通过索引取值
```
import time

print(time.localtime()[0])

运行结果：

2019
```
  - 返回值可以通过关键字取值
```
import time

print(time.localtime().tm_year)

运行结果：

2019
```
time.mktime()
- 函数定义：mktime(p_tuple)
- 函数说明：参数为结构化时间元组，将结构化时间元组转换为时间戳
```
import time

t = time.localtime()

print(time.mktime(t))

运行结果：

1569506956.0
```
time.strftime()
- 函数定义：strftime(format, p_tuple=None)
- 函数说明：第一个参数为格式化规范，第二个参数为结构化时间元组，将结构化时间元组转换为字符串，若时间元组不存在时，使用localtime()当前时间返回字符串
```
import time

t = time.localtime()

print(time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", t))

运行结果：

2019-09-26 22:19:30
```

time.strptime()

函数定义：strptime(string, format)
函数说明：第一个参数为时间字符串，第二个参数为格式化规范，根据格式化规范将字符串解析成时间元组

import time

print(time.strptime("2019-09-26 22:19:30", "%Y-%m-%d %H:%M:%S"))

运行结果：

time.struct_time(tm_year=2019, tm_mon=9, tm_mday=26, tm_hour=22, tm_min=19, tm_sec=30, tm_wday=3, tm_yday=269, tm_isdst=-1)

计算时间差

import time

time_msg = input("请输入时间:")

def time_difference(args):

    tid = time.time() - time.mktime(time.strptime(args, "%Y-%m-%d %H:%M:%S"))

    return time.localtime(tid)

t = time_difference(time_msg)

print(f"过去了{t.tm_year-1970}年{t.tm_mon-1}月{t.tm_mday-1}天{t.tm_hour}小时{t.tm_min}分{t.tm_sec}秒")

运行结果：

请输入时间:2019-01-01 00:00:00

过去了0年8月26天6小时39分17秒

（二）datetime模块

datetime模块也是一个时间模块，功能较time模块更强一些

datatime模块中的datatime类部分方法介绍：

datetime()	获取指定时间
datetime.now()	获取当前时间
datetime.timestamp()	将时间对象转换为时间戳
datetime.fromtimestamp()	将时间戳转换为时间对象
datetime.strftime()	将时间对象转换为字符串
datetime.strptime()	将字符串转换为时间对象

datetime()
- 函数定义：datetime(year: int, month: int, day: int, hour: int = ..., minute: int = ..., second: int = ..., microsecond: int = ..., tzinfo: Optional[_tzinfo] = ..., *, fold: int = ...)
- 函数说明：传入年，月，日，时，分，秒，微秒，时区，fold（不明参数，3.6加入），返回一个时间对象
```
from datetime import datetime

print(datetime(2019,9,27))

print(type(datetime(2019,9,27)))

运行结果：

2019-09-27 00:00:00

<class 'datetime.datetime'>  # 对象类型
```

datetime.now()

函数定义：now(tz=None)
函数说明：参数为时区，通过datetime对象创建一个时间对象，可以选择时区信息

from datetime import datetime

print(datetime.now())

print(type(datetime.now()))

运行结果：

2019-09-27 14:06:10.948891

<class 'datetime.datetime'>

datetime.timestamp()

函数定义：timestamp(obj)
函数说明：参数为时间对象，将时间对象转换为时间戳

from datetime import datetime

print(datetime.timestamp(datetime.now()))

print(type(datetime.timestamp(datetime.now())))

运行结果：

1569565460.237563

<class 'float'>

datetime.fromtimestamp()
- 函数定义：fromtimestamp(t, tz=None)
- 函数说明：第一个参数为时间戳，第二个参数为时区，将传入的时间戳转换为时间对象
```
from datetime import datetime

print(datetime.fromtimestamp(0))

print(type(datetime.fromtimestamp(0)))

运行结果：

1970-01-01 08:00:00

<class 'datetime.datetime'>
```

datetime.strftime()

函数定义：strftime(obj, format)
函数说明：第一个参数为时间对象，第二个参数为格式化规范，按照格式化规范将时间对象转换为字符串

from datetime import datetime

print(datetime.strftime(datetime.now(), "%Y-%m-%d %H:%M:%S"))

print(type(datetime.strftime(datetime.now(), "%Y-%m-%d %H:%M:%S")))

运行结果：

2019-09-27 14:35:37

<class 'str'>

datetime.strptime()

函数定义：strptime(date_string, format)
函数说明：第一个参数为时间字符串，第二个参数为格式化规范，将时间字符串按照格式化规范解析成时间对象

from datetime import datetime

print(datetime.strptime("2019-09-27 14:35:37", "%Y-%m-%d %H:%M:%S"))

print(type(datetime.strptime("2019-09-27 14:35:37", "%Y-%m-%d %H:%M:%S")))

运行结果：

2019-09-27 14:35:37

<class 'datetime.datetime'>

datatime模块中的timedelta类部分方法介绍：
- timedelta()
  - 函数定义：timedelta(days: float = ..., seconds: float = ..., microseconds: float = ..., milliseconds: float = ..., minutes: float = ..., hours: float = ..., weeks: float = ..., *, fold: int = ...)
  - 函数说明：函数用于对时间对象的增减，填入对应关键字参数为时间变化的数值
```
from datetime import datetime, timedelta

print(datetime(2019, 1, 2))

print(datetime(2019, 1, 2) - timedelta(days=1))

运行结果：

2019-01-02 00:00:00

2019-01-01 00:00:00
```

（三）random模块

random是一个随机模块，任何随机的情况都需要随机模块协助完成

random模块部分方法介绍：

random.random()	随机生成0~1之间的小数
random.randint()	随机生成数字
random.randrange()	随机生成数字（可以设定步长）
random.choice()	从一个可迭代对象中随机获取一个元素
random.choices()	从一个可迭代对象中随机获取多个元素，会有重复
random.sample()	从一个可迭代对象中随机获取多个元素，不会有重复
rendom.shuffle()	随机打乱顺序

random.random()
- 函数定义：random()
- 函数说明：产生0到1之间的随机小数
```
import random

print(random.random())

运行结果：

0.8988729646775544
```
random.randint()
- 函数定义：randint(a, b)
- 函数说明：产生a到b之间的随机数
```
import random

print(random.randint(1, 10))

运行结果：

9
```
random.randrange()
- 函数定义：randrange(start, stop=None, step=1, _int=int)
- 函数说明：从起始到结束的范围内产生一个随机数，可以设定步长，若不填入结束位置则默认从0开始，若不填步长，默认为1
```
import random

print(random.randrange(5))  # 从0到5随机生成

print(random.randrange(1, 10))  # 从1到10随机生成

print(random.randrange(1, 10, 2))  # 从1到10

运行结果：

4

3

9
```
random.choice()
- 函数定义：choice(seq)
- 函数说明：从非空序列中随机选择一个元素
```
import random

print(random.choice(["a", "b", "c"])

运行结果：

b
```
random.choices()
- 函数定义：choices(population, weights=None, *, cum_weights=None, k=1)
- 函数说明：从非空序列中随机选择k个元素，会有重复选择的情况，以列表的形式返回
```
import random

print(random.choices(["a", "b", "c"], k=3))

运行结果：

['b', 'b', 'a']
```
random.sample()
- 函数定义：sample(population, k)
- 函数说明：随机从非空序列中选择k个元素，不会重复选择，以列表的形式返回
```
import random

print(random.sample(["a", "b", "c"], k=3))

运行结果：

['c', 'b', 'a']
```
rendom.shuffle()
- 函数定义：shuffle(x, random=None)
- 函数说明：将参数重新洗牌，结果返回None
```
import random

lst = [1, 2, 3, 4, 5]

random.shuffle(lst)

print(lst)

运行结果：

[2, 3, 5, 4, 1]
```

（四）os模块

os模块中的内容全部与操作系统有关

os模块部分方法介绍：

os.makedirs('dirname1/dirname2')	递归创建目录**
os.removedirs('dirname1')	递归删除目录
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(path)	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.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.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.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

重点介绍常用15个方法

os.makedirs('dirname1/dirname2')

函数定义：makedirs(dirname)
函数说明：递归创建文件夹

import os

os.makedirs("dir1/dir2/dir3")  # 在当前目录递归创建文件夹

运行结果：

# 创建三层文件夹

◥dir1

	◥dir2

    	◥dir3

os.removedirs('dirname1')
- 函数定义：removedirs(dirname)
- 函数说明：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
```
import os

os.removedirs("dir1/dir2/dir3")

运行结果：

# 先判断dir3目录是否为空，若为空则删除，再一次向上判断，递归删除文件夹
```
os.mkdir('dirname')
- 函数定义：mkdir(dirname)
- 函数说明：创建单级目录
```
import os

os.mkdir("dir1")

运行结果：

# 创建dir1文件夹
```
os.rmdir('dirname')
- 函数定义：rmdir(dirname)
- 函数说明：删除单级目录，若目录不存在或不为空报错
```
import os

os.rmdir("dir1")

运行结果：

# 若dir1为空，删除dir1文件夹
```
os.listdir(path)
- 函数定义：listdir(path)
- 函数说明：返回该路径下的所有文件夹和文件，以列表的形式
```
import os

print(os.listdir("D:\dir"))

运行结果：

['dir1', 'dir2', 'dir3']
```

os.remove()

函数定义：remove(filename)
函数说明：删除文件

import os

os.remove("text.py")

运行结果：

# 直接删除"text.py"文件

os.rename("oldname","newname")
- 函数定义：rename(oldname, newname)
- 函数说明：重命名，第一个参数为旧文件名，第二个参数为新文件名
```
import os

os.rename("text1.py", "text2.py")

运行结果：

# 将文件名"text1.py"改为"text2.py"
```
os.getcwd()
- 函数定义：getcwd(*args, **kwargs)
- 函数说明：返回当前文件的工作路径，以Unicode字符串的形式（若被当作模块导入，则返回的是导入文件的工作路径）
```
import os

print(os.getcwd("text.py"))

运行结果：

D:\text.py
```
os.path.abspath(path)
- 函数定义：abspath(path)
- 函数说明：返回当文件的绝对路径
```
import os

print(os.path.abspath("text.py"))

运行结果：

D:\text.py
```

os.path.dirname(path)

函数定义：dirname(path)
函数说明：返回文件的目录

import os

path = r"D:\dir\dir1\name.py"

print(os.path.dirname(path))

运行结果：

D:\dir\dir1

os.path.basename(path)

函数定义：basename(path)
函数说明：返回文件名

import os

path = r"D:\dir\dir1\name.py"

print(os.path.basename(path))

运行结果：

name.py

os.path.isfile(path)

函数定义：isfile(path)
函数说明：判断路径是否是一个文件

import os

path = r"D:\dir\dir1\name.py"

print(os.path.isfile(path))

运行结果：

True

os.path.isdir(path)
- 函数定义：isdir(path)
- 函数说明：判断路径是否是一个文件夹
```
import os

path = r"D:\dir\dir1"

print(os.path.isdir(path))

运行结果：

True
```

os.path.join(path1[, path2[, ...]])

函数定义：join(path, *paths)
函数说明：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

path = r"D:\dir"

print(os.path.join(path, "dir1", "text.py"))

print(os.path.join("text.py", path, "dir1", "text.py"))

运行结果：

D:\dir\dir1\text.py

D:\dir\dir1\text.py

os.path.getsize(path)

函数定义：getsize(filename)
函数说明：返回文件的大小

import os

path = r"D:\dir\dir1\name.py"

print(os.path.getsize(path))

运行结果：

7971

（五）sys模块

sys模块是与python解释器交互的一个接口

sys模块部分方法介绍：

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
sys.modules	获取所有的模块

sys.path

方法说明：返回模块的搜索路径，以列表的形式，需要导入自定义模块时，向sys.path中添加路径

import sys

print(sys.path)

运行结果：

['D:\\python_S26\\day15', 'D:\\python_S26', 'D:\\Software\\Pycharm\\pycharm\\PyCharm 2019.2.1\\helpers\\pycharm_display', 'C:\\Python3.6.8\\python36.zip', 'C:\\Python3.6.8\\DLLs', 'C:\\Python3.6.8\\lib', 'C:\\Python3.6.8', 'C:\\Python3.6.8\\lib\\site-packages', 'D:\\Software\\Pycharm\\pycharm\\PyCharm 2019.2.1\\helpers\\pycharm_matplotlib_backend']

（六）functools模块

funtools模块针对于一些函数的操作

之前介绍过的reduce()函数，用于累计算

from functools import reduce

print(reduce(lambda x, y: x * y, [1, 2, 3, 4, 5]))

print(reduce(lambda x, y: x * y, [1, 2, 3, 4, 5], 5))

print(reduce(lambda x, y: x * y, [], 5))

运行结果：

120

600

5

wraps

用于修改装饰器内层函数的函数名

我们在执行被装饰器装饰过的函数时，其实真正执行的是装饰器内部的inner函数，我们通过__name__方法可查看函数调用真正调用的函数名

def wrapper(fn):

	def inner(*args, **kwargs):

		print("扩展内容")

		ret = fn(*args, **kwargs)

		print("扩展内容")

		return ret

	return inner

@wrapper

def target_func():

	print("目标函数")

print(target_func.__name__)

运行结果：

inner

但对于调用方而言，会对函数产生疑问，所以使用warps可以修改内层inner函数的函数名

from functools import wraps

def wrapper(fn):

	@wraps(fn)  # 装饰内层函数

	def inner(*args, **kwargs):

		print("扩展内容")

		ret = fn(*args, **kwargs)

		print("扩展内容")

		return ret

	return inner

@wrapper

def target_func():

	print("目标函数")

print(target_func.__name__)

运行结果：

target_func

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