python基础篇14-模块

模块

模块(modules)的概念：

在计算机程序的开发过程中，随着程序代码越写越多，在一个文件里代码就会越来越长，越来越不容易维护。

为了编写可维护的代码，我们把很多函数分组，分别放到不同的文件里，这样，每个文件包含的代码就相对较少，很多编程语言都采用这种组织代码的方式。在Python中，一个.py文件就称之为一个模块（Module）。

使用模块有什么好处？

最大的好处是大大提高了代码的可维护性。

其次，编写代码不必从零开始。当一个模块编写完毕，就可以被其他地方引用。我们在编写程序的时候，也经常引用其他模块，包括Python内置的模块和来自第三方的模块。

所以，模块一共三种：

• • python标准库
  • 第三方模块
  • 应用程序自定义模块

另外，使用模块还可以避免函数名和变量名冲突。相同名字的函数和变量完全可以分别存在不同的模块中，因此，我们自己在编写模块时，不必考虑名字会与其他模块冲突。但是也要注意，尽量不要与内置函数名字冲突。

 

 模块导入的方法：

存在以下两个.py文件，都位于F:\\code\\day18路径下：

calculate.py

1 print('ok')
2 
3 x = 3
4 def add(x,y):
5     return x+y
6 
7 def sub(x,y):
8     return x-y

 

bin.py

1.import语句：

 1 import sys
 2 
 3 #搜索路径：
 4 print(sys.path)  #['F:\\code\\day18', 'F:\\code', 'E:\\soft_install\\python\\python3.5\\python35.zip', 'E:\\soft_install\\python\\python3.5\\DLLs', 'E:\\soft_install\\python\\python3.5\\lib', 'E:\\soft_install\\python\\python3.5', 'E:\\soft_install\\python\\python3.5\\lib\\site-packages']
 5 
 6 import calculate  #作用是解释器通过搜索路径找到calculate.py模块后，将calculate.py中所有代码解释完成后(即执行模块)赋值给calculate对象，此时calculate.py里的所有方法以及变量都要通过calculate对象来调用。
 7 print(calculate.add(1,2))  #调用calculate.py模块的add方法
 8 # 输出：
 9 # ok
10 # 3
11 
12 print(x)  #报错：NameError: name 'x' is not defined
13 print(calculate.x)  #3

2.from....import....语句：

1 from calculate import add  也可以只导入模块的部分方法，则模块中的其它方法将无法调用
2 print(add(1,2))  #调用calculate.py模块的add方法
3 # 输出：
4 # ok
5 # 3
6 
7 print(sub(1,2))  #报错，NameError: name 'sub' is not defined

3.from....import* 语句：

 1 from calculate import *  
 2 print(add(1,2)) #和1的区别是无需通过calculate.add()来调用函数
 3 print(sub(1,2))
 4 print(x)  
 5 
 6 # 输出：
 7 # ok
 8 # 3
 9 # -1
10 # 3

这提供了一个简单的方法来导入一个模块中的所有项目。然而这种声明不该被过多地使用。大多数情况， Python程序员不使用这种方法，因为引入的其它来源的命名，很可能覆盖了已有的定义。

4.运行本质：

1 # import calculate
2 # from calculate import add　

无论1还是2，首先通过sys.path找到calculate.py,然后执行calculate.py（全部执行），区别是1会将calculate这个变量名加载到名字空间，而2只会将add这个变量名加载进来。

5.自定义方法名

1 from calculate import add as plus
2 
3 add(1,2)  #报错
4 plus(1,2) #这是需要通过plus来调用方法

模块导入流程：

1. 先从sys.modules里查看模块是否已经被导入

2. 模块如果没有被导入，就依据sys.path路径寻找模块

3. 如果在sys.path路径下找到模块就导入模块

4. 创建这个模块的命名空间，执行模块文件(.py文件)，并把模块文件中的名字都放到该命名空间里。

 

包(package)

作用：如果不同的人编写的模块名相同怎么办？为了避免模块名冲突，Python又引入了按目录来组织模块的方法，称为包（Package）。举个例子，一个abc.py的文件就是一个名字叫abc的模块，一个xyz.py的文件就是一个名字叫xyz的模块。现在，假设我们的abc和xyz这两个模块名字与其他模块冲突了，于是我们可以通过包来组织模块，避免冲突；

注意：每一个包目录下面都会有一个__init__.py的文件，这个文件是必须存在的，否则，Python就把这个目录当成普通目录(文件夹)，而不是一个包。__init__.py可以是空文件，也可以有Python代码，因为__init__.py本身就是一个模块，而它的模块名就是对应包的名字；调用包就是执行包下的__init__.py文件(即import PACKGE 即执行包下的__init__.py文件)

 

• 存在如下目录结构：

 

 在bin.py模块中调用web下的logger模块：

1 from web import logger
2 logger.logger()   #在bin.py模块中就可以实现调用web下logger模块中的方法了

 

•  存在如下目录结构：

 

在bin.py模块中调用web下web2下的logger模块：

1 from web.web2 mport logger
2 logger.logger()

只调用logger下的某些方法：

1 from web.web2.logger import logger  #调用logger模块下的logger方法
2 logger.logger()

 

• BASE_DIR引入：

存在如下目录结构：

main.py：

1 #import logger   #如果这样写，在bin.py中调用main方法时会报无法找到logger的错误，应该改成如下的方式
2 from module import logger 
3 def main:
4     logger.logger()

 

 logger.py

1 def logger:
2     print('logger')

 

如果修改bin.py是程序的入口，在bin.py中如何调用main.py中的main函数？

bin.py

1 from module import main
2 main.main()  #这句话类似于将main方法中的所有代码复制至该模块（bin.py）下

注意：bin.py在pycharm中可以正常执行，因为在pycharm中在sys.path中将包bin的父目录的路径也添加到搜索路径，所以在pycharm中可以搜索到module；但是再命令行下将报错（因为在bin.py模块下无法找到module包）。

解决：

__file__：获取程序的相对路径，如

print(__file__)  #输出bin.py （在pycharm中打印显示时会将该相对路径转化为绝对路径，其他环境中还是相对路径）

print(os.path.abspath(__file__)) # C:\\Users\\Administrator\\PycharmProjects\\ATM\\bin  (根据相对路径找到绝对路径)

BASE_DIR=(os.path.abspath(os.path.abspath(__file__)))  #C:\\Users\\Administrator\\PycharmProjects\\ATM

优化后的bin.py的代码如下：将程序移植到任何环境下都能执行

1 import sys,os
2 BASE_DIR=(os.path.abspath(os.path.abspath(__file__))) 
3 sys.path.append(BASE_DIR)
4 
5 from module import main
6 
7 main.main()

 

if __name__ =='__main__':

如果我们是直接执行某个.py文件的时候，在该文件中”__name__ == '__main__'“是True,但是我们如果从另外一个.py文件通过import导入该文件的时候，这时__name__的值就是我们这个py文件的名字而不是__main__；这个功能还有一个用处：调试代码的时候，在”if __name__ == '__main__'“中加入一些我们的调试代码，我们可以让外部模块调用的时候不执行我们的调试代码，但是如果我们想排查问题的时候，直接执行该模块文件，调试代码能够正常运行！

例子：

存在以下目录结构：

foo.py代码如下:功能模块

def hello:

    print('hello')

hello()   #调试代码,单独执行foo.py时会执行hello()方法，外部调用foo模块时也会执行hello()方法

bin.py代码如下:调用模块

import foo

foo.hello()

输出：输出了两次hello

hello

hello

优化：

foo.py代码如下:

def hello:

    print('hello')

#print(__main__)   在该模块下执行输出的是__main__，则if __name__='__main__'就为True，就会执行调试代码；在模块调用时结果为foo(即为模块名)，则在模块调用时if __name__！='__main__'，则就不会执行调试代码

if __name__='__main__':

    hello()   #调试代码，单独执行foo.py时会执行hello()方法，外部调用foo模块时将不会执行hello()方法

bin.py代码如下:调用模块

import foo

foo.hello()

输出：只输出一次hello

hello

 

time模块

 1 import time
 2 #print(help(time))  查看帮助
 3 
 4 print(time.time())    #1517193182.0534253   时间戳（s），unix诞生以来开始计算
 5 time.sleep(3)         #休眠3s
 6 print(time.clock())   #7.551609587825597e-07  计算cpu执行时间（不包括上面的3s）
 7 print(time.gmtime())  #结构化时间：time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=1, tm_mday=29, tm_hour=2, tm_min=36, tm_sec=5, tm_wday=0, tm_yday=29, tm_isdst=0) 即UTC（世界标准）时间，和北京时间差8h
 8 print(time.localtime())  #本地时间：time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=1, tm_mday=29, tm_hour=10, tm_min=45, tm_sec=10, tm_wday=0, tm_yday=29, tm_isdst=0)
 9 
10 #print(time.strftime(format,p_tuple))  将结构化时间以字符串时间形式输出
11 print(time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S" ))  #字符串时间即自定义格式输出日期 2018-01-29 10:55:02
12 struct_time=time.localtime()
13 print(time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S",struct_time))  #将结构化时间以字符串时间输出：2018-01-29 10:58:51
14 
15 #time.strptime(string,format)  将字符串时间以结构化时间输出
16 print(time.strptime("2018-01-29 10:58:51","%Y-%m-%d %H:%M:%S"))  #time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=1, tm_mday=29, tm_hour=10, tm_min=58, tm_sec=51, tm_wday=0, tm_yday=29, tm_isdst=-1)
17 #取某个时间值：
18 a=time.strptime("2018-01-29 10:58:51","%Y-%m-%d %H:%M:%S")
19 print(a.tm_hour)   #10
20 print(a.tm_mon)    #1
21 
22 #time.ctime(seconds)
23 print(time.ctime())  #取当前时间：Mon Jan 29 11:11:09 2018
24 print(time.ctime(234566))  #将给定的时间以看得懂的方式输出（unix诞生以来的时间开始计算）
25 
26 #time.mktime(p_tuple)
27 a=time.localtime()
28 print(time.mktime(a))  #将本地时间转化为时间戳：1517195833.0

几种时间格式之间的转换

 

#时间戳-->结构化时间
#time.gmtime(时间戳)    #UTC时间，与英国伦敦当地时间一致
#time.localtime(时间戳) #当地时间。例如我们现在在北京执行这个方法：与UTC时间相差8小时，UTC时间+8小时 = 北京时间 
>>>time.gmtime(1500000000)
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=7, tm_mday=14, tm_hour=2, tm_min=40, tm_sec=0, tm_wday=4, tm_yday=195, tm_isdst=0)
>>>time.localtime(1500000000)
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=7, tm_mday=14, tm_hour=10, tm_min=40, tm_sec=0, tm_wday=4, tm_yday=195, tm_isdst=0)

#结构化时间-->时间戳　
#time.mktime(结构化时间)
>>>time_tuple = time.localtime(1500000000)
>>>time.mktime(time_tuple)
1500000000.0

#结构化时间-->字符串时间
#time.strftime("格式定义","结构化时间")  结构化时间参数若不传，则显示当前时间
>>>time.strftime("%Y-%m-%d %X")
'2017-07-24 14:55:36'
>>>time.strftime("%Y-%m-%d",time.localtime(1500000000))
'2017-07-14'

#字符串时间-->结构化时间
#time.strptime(时间字符串,字符串对应格式)
>>>time.strptime("2017-03-16","%Y-%m-%d")
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=3, tm_mday=16, tm_hour=0, tm_min=0, tm_sec=0, tm_wday=3, tm_yday=75, tm_isdst=-1)
>>>time.strptime("07/24/2017","%m/%d/%Y")
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=7, tm_mday=24, tm_hour=0, tm_min=0, tm_sec=0, tm_wday=0, tm_yday=205, tm_isdst=-1)

 

datatime模块

1 import datetime
2 print(datetime.datetime.now())   #2018-01-29 11:20:48.342246

 

 

random模块-随机数模块

 1 import random
 2 print(random.random())  #取0-1内的随机数
 3 print(random.randint(1,8))  #1-8内的随机数，包括8
 4 print(random.choice("hello")) #在给定的字符串选取随机数
 5 print(random.choice([1,2,3,4,5])) #也可以放列表
 6 print(random.sample([1,2,[3,4]],2)) #在序列中随机选2个，[2, [3, 4]]
 7 print(random.randrange(1,10))  #取1-10的数，不包括10
 8 
 9 
10 #生成随机验证码
11 import random
12 checkcode = ''
13 for i in range(4):
14     current = random.randrange(0,4)
15     if current != i:
16         temp = chr(random.randint(65,90))
17     else:
18         temp = random.randint(0,9)
19     checkcode += str(temp)
20 print checkcode

 

 

os模块-和操作系统交互的模块

提供对操作系统进行调用的接口。

r：以字符原意思输出。

 1 os.getcwd() 获取当前工作目录，即当前python脚本工作的目录路径；
 2 os.chdir("dirname")  改变当前脚本工作目录；相当于shell下cd ；os.chdir(r'F:\code')    # r：取消所有转义
 3 os.curdir  返回当前目录: ('.')
 4 os.pardir  获取当前目录的父目录字符串名：('..')
 5 os.makedirs('dirname1/dirname2')      可生成多层递归目录；os.makedirs(r'abc\lriwu\alen')
 6 os.removedirs('dirname1/dirname2')    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  ；s.removedirs(r'abc\lriwu\alen')
 7 os.mkdir('dirname')    生成单级目录；相当于shell中mkdir dirname
 8 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
 9 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
10 os.remove()  删除一个文件
11 os.rename("oldname","newname")  重命名文件/目录
12 os.stat('path/filename')  获取文件/目录信息    os.stat('path/filename').st_size   获取文件大小，返回值是int类型
13 os.sep    输出操作系统特定的路径分隔符，win下为"\",Linux下为"/"
14 os.linesep    输出当前平台使用的行终止符，win下为"\t\n",Linux下为"\n"
15 os.pathsep    输出用于分割文件路径的字符串,如环境变量；windows:';'  linux:':'
16 os.name    输出字符串指示当前使用平台。win->'nt'; Linux->'posix'
17 os.system("bash command")  运行shell命令，直接显示，无返回值  os.system("dir")
   ret = os.popen("dir").read()   运行shell命令，不显示，有返回值
   print(ret)
18 os.environ  获取系统环境变量
19 os.path.abspath(path)  返回path规范化的绝对路径;print(os.path.abspath('./os.py'))   # D:\code\os.py
20 os.path.split(path)  将path分割成目录和文件名二元组返回
21 os.path.dirname(path)  返回path的目录。其实就是os.path.split(path)的第一个元素
22 os.path.basename(path)  返回path最后的文件名。如果path以／或\结尾，那么就会返回空值。即os.path.split(path)的第二个元素
23 os.path.exists(path)  如果path存在，返回True；如果path不存在，返回False
24 os.path.isabs(path)  如果path是绝对路径，返回True
25 os.path.isfile(path)  如果path是一个存在的文件，返回True。否则返回False
26 os.path.isdir(path)  如果path是一个存在的目录，则返回True。否则返回False
27 os.path.join(path1[, path2[, ...]])  根据当前操作系统的路径分隔符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
   print(os.path.join('c:','user','local'))  # c:user\local
28 os.path.getatime(path)  返回path所指向的文件或者目录的最后存取时间
29 os.path.getmtime(path)  返回path所指向的文件或者目录的最后修改时间
30 os.path.getsize(path) 返回path的大小，path为具体文件名，如果path为目录将不准确

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