Python基础（11）_python模块之time模块、rando模块、hashlib、os模块

一、模块

1、什么是模块：一个模块就是一个包含了python定义和声明的文件，文件名就是模块名字加上.py的后缀

　　模块的本质：模块的本质是一个py文件

2、模块分为三类：1）内置模块；2）第三方模块；3）自定义模块

3、使用模块的目的：

　　退出python解释器然后重新进入，那么你之前定义的函数或者变量都将丢失，因此我们通常将程序写到文件中以便永久保存下来，需要时就通过python test.py方式去执行，此时test.py被称为脚本script。

　　随着程序的发展，功能越来越多，为了方便管理，我们通常将程序分成一个个的文件，这样做程序的结构更清晰，方便管理。这时我们不仅仅可以把这些文件当做脚本去执行，还可以把他们当做模块来导入到其他的模块中，实现了功能的重复利用，

4、模块的使用：通过import 调用

示例文件：spam.py，文件名spam.py,模块名spam

 #spam.py
 print('from the spam.py')

 money=

 def read1():
     print('spam->read1->money',money)

 def read2():
     print('spam->read2 calling read')
     read1()

 def change():
     global money
     money=

4.1模块可以包含可执行的语句和函数的定义，这些语句的目的是初始化模块，它们只在模块名第一次遇到导入import语句时才执行（import语句是可以在程序中的任意位置使用的,且针对同一个模块很import多次,为了防止你重复导入，python的优化手段是：第一次导入后就将模块名加载到内存了，后续的import语句仅是对已经加载大内存中的模块对象增加了一次引用，不会重新执行模块内的语句），如下

 #test.py
 import spam #只在第一次导入时才执行spam.py内代码,此处的显式效果是只打印一次'from the spam.py',当然其他的顶级代码也都被执行了,只不过没有显示效果.
 import spam
 import spam
 import spam

 '''
 执行结果：
 from the spam.py
 '''

我们可以从sys.module中找到当前已经加载的模块，sys.module是一个字典，内部包含模块名与模块对象的映射，该字典决定了导入模块时是否需要重新导入。

4.2 每个模块都是一个独立的名称空间，定义在这个模块中的函数，把这个模块的名称空间当做全局名称空间，这样我们在编写自己的模块时，就不用担心我们定义在自己模块中全局变量会在被导入时，与使用者的全局变量冲突

 #测试一:money与spam.money不冲突
 #test.py
 import spam
 money=
 print(spam.money)

 '''
 执行结果：
 from the spam.py

 '''

 #测试二：read1与spam.read1不冲突
 #test.py
 import spam
 def read1():
     print('========')
 spam.read1()

 '''
 执行结果:
 from the spam.py
 spam->read1->money
 '''

 #测试三：执行spam.change()操作的全局变量money仍然是spam中的
 #test.py
 import spam
 money=
 spam.change()
 print(money)

 '''
 执行结果：
 from the spam.py

 '''

总结：首次导入模块spam时会做三件事：

　　1.为源文件(spam模块)创建新的名称空间，在spam中定义的函数和方法若是使用到了global时访问的就是这个名称空间。

　　2.在新创建的命名空间中执行模块中包含的代码，见初始导入import spam

　　3.创建名字spam来引用该命名空间

1.#为模块名起别名，相当于m1=1;m2=m1
2.import spam as sm
3.print(sm.money)

#在一行导入多个模块
1.import sys,os,re

二、常用内置模块

1、time模块

　　1、时间的表示形式　　　　

　　　　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) ：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)： ‘1988-03-16’

　　　　(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）

 # <> 时间戳
 >>> import time
 >>> time.time()      #--------------返回当前时间的时间戳
 1493136727.099066

 # <> 时间字符串
 >>> time.strftime("%Y-%m-%d %X")
 '2017-04-26 00:32:18'

 # <> 时间元组
 >>> time.localtime()
 time.struct_time(tm_year=, tm_mon=, tm_mday=,
                  tm_hour=, tm_min=, tm_sec=, tm_wday=,
                  tm_yday=, tm_isdst=)

　　　　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

附：python中时间日期格式化符号

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

　　

　　2、几种时间形式的转换

　　　　（1）

 # print(time.time())   #  仅仅是当前时间的时间戳     float型
 #------------------------------------------------
 #print(time.localtime())  #  当前时间的结构化时间对象

 s=time.localtime()      #  结构化时间对象         将时间戳------->结构化时间
 s2=time.gmtime()        #  结构化时间对象   UTC时间

 # print(s.tm_year)
 # print(s.tm_wday)
 #------------------------------------------------
 t="2012-12-12"
 ret=time.mktime(time.localtime())  #  将结构化时间------->时间戳
 print(ret)
 #------------------------------------------------
 ret2=time.strftime("%Y-%m-%d",time.localtime())  # 将结构化时间------>字符串时间
 print(ret2)
 #------------------------------------------------
 ret3=time.strptime("1900:03:12","%Y:%m:%d")               # 将字符串时间----->结构化时间
 print(ret3)

　　　　（2）

 >>> time.asctime(time.localtime())
 'Sun Nov 25 10:03:43 1979'
 >>> time.ctime()
 'Sun Nov 25 10:03:43 1979'

#--------------------------其他方法
# sleep(secs)
# 线程推迟指定的时间运行，单位为秒。

2、random模块

　　1、random模块的使用

>>> import random
>>> random.random()      # 大于0且小于1之间的小数
0.7664338663654585

>>> random.randint(1,5)  # 大于等于1且小于等于5之间的整数

>>> random.randrange(1,3) # 大于等于1且小于3之间的整数

>>> random.choice([1,'23',[4,5]])  # #1或者23或者[4,5]

>>> random.sample([1,'23',[4,5]],2) # #列表元素任意2个组合
[[4, 5], '23']

>>> random.uniform(1,3) #大于1小于3的小数
1.6270147180533838

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

>>> random.shuffle(item)
>>> item
[5, 9, 7, 1, 3]

　　2、random模块的应用：最近生成五位数的验证码

#练习： 随机生成五位数验证码
def valdate_code():
    ret=""
    for i in range(5):
        num=random.randint(0,9)
        alfa=chr(random.randint(97, 122))
        alfa2=chr(random.randint(65, 90))
        s=random.choice([str(num),alfa,alfa2])
        ret=ret+s
    return ret

    # 思路2
    # ret=random.sample([1,2,3,4,5,6,7,8,9,0],5)
    # print(ret)
    # print(type(ret))
    # #
    # ret=''.join(ret)
    # # return ret

print(valdate_code())

3、hashlib

　　1、hash：一种摘要算法 ,3.x里代替了md5模块和sha模块，主要提供 SHA1, SHA224, SHA256, SHA384, SHA512 ，MD5 算法

　　2、摘要算法又称哈希算法、散列算法。它通过一个函数，把任意长度的数据转换为一个长度固定的数据串（通常用16进制的字符串表示）
　　三个特点：
　　　　1.内容相同则hash运算结果相同，内容稍微改变则hash值则变
　　　　2.不可逆推
　　　　3.相同算法：无论校验多长的数据，得到的哈希值长度固定。

　　3、以常见的摘要算法MD5为例，计算出一个字符串的MD5值：

import hashlib

md5 = hashlib.md5()
md5.update('how to use md5 in python hashlib?')
print md5.hexdigest()

计算结果如下：
d26a53750bc40b38b65a520292f69306

　　如果数据量很大，可以分块多次调用update()，最后计算的结果是一样的：

md5 = hashlib.md5()
md5.update('how to use md5 in ')
md5.update('python hashlib?')
print md5.hexdigest()

　　MD5是最常见的摘要算法，速度很快，生成结果是固定的128 bit字节，通常用一个32位的16进制字符串表示。另一种常见的摘要算法是SHA1，调用SHA1和调用MD5完全类似：

import hashlib

sha1 = hashlib.sha1()
sha1.update('how to use sha1 in ')
sha1.update('python hashlib?')
print sha1.hexdigest()

　　SHA1的结果是160 bit字节，通常用一个40位的16进制字符串表示。比SHA1更安全的算法是SHA256和SHA512，不过越安全的算法越慢，而且摘要长度更长。

　　4、摘要算法应用

　　　　4.1网站存储用户登录的用户名和登录密码

username | password
---------+---------------------------------
michael  | e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e
bob      | 878ef96e86145580c38c87f0410ad153
alice    | 99b1c2188db85afee403b1536010c2c9

　　　　4.2，防止网站数据泄露后，黑客“撞库”，对网站存储用户登录的用户名和登录密码进行“加盐”，即通过对原始口令加一个复杂字符串来实现

hashlib.md5("abc".encode("utf8"))

　　　　经过Salt处理的MD5口令，只要Salt不被黑客知道，即使用户输入简单口令，也很难通过MD5反推明文口令。

4、os模块

　　1、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.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
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
os.path.getsize(path) 返回path的大小
'''

　

 1 os路径处理
 2 #方式一：推荐使用
 import os
 #具体应用
 import os,sys
 possible_topdir = os.path.normpath(os.path.join(
     os.path.abspath(__file__),
     os.pardir, #上一级
     os.pardir,
     os.pardir
 ))
 sys.path.insert(,possible_topdir)

 #方式二：不推荐使用
 os.path.dirname(os.path.dirname(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__))))