datawhale组队学习——Python基础——模块、datatime模块

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目录

    • 模块
      • 知识点
        • 1. 什么是模块
        • 2. 命名空间
        • 3. 导入模块
        • 4. if __name__ == '__main__'
        • 5. 搜索路径
        • 6. 包(package)
      • 习题
    • datetime模块
      • 知识点
        • 1. datetime类
        • 2. date类
        • 3. time类
        • 4. timedelta类
      • 练习题

模块

知识点

在前面我们脚本是用 Python 解释器来编程,如果你从 Python 解释器退出再进入,那么你定义的所有的方法和变量就都消失了。

为此 Python 提供了一个办法,把这些定义存放在文件中,为一些脚本或者交互式的解释器实例使用,这个文件被称为模块(Module)。

模块是一个包含所有你定义的函数和变量的文件,其后缀名是.py。模块可以被别的程序引入,以使用该模块中的函数等功能。这也是使用 Python 标准库的方法。

1. 什么是模块

容器 -> 数据的封装
函数 -> 语句的封装
类 -> 方法和属性的封装
模块 -> 程序文件

2. 命名空间

内置命名空间(Built-in Namespaces):Python 运行起来,它们就存在了。内置函数的命名空间都属于内置命名空间,所以,我们可以在任何程序中直接运行它们,比如id(),不需要做什么操作,拿过来就直接使用了。

全局命名空间(Module:Global Namespaces):每个模块创建它自己所拥有的全局命名空间,不同模块的全局命名空间彼此独立,不同模块中相同名称的命名空间,也会因为模块的不同而不相互干扰。

本地命名空间(Function & Class:Local Namespaces):模块中有函数或者类,每个函数或者类所定义的命名空间就是本地命名空间。如果函数返回了结果或者抛出异常,则本地命名空间也结束了。

import hello

hello.hi()  # Hi everyone, I love lsgogroup!
hi()  # NameError: name 'hi' is not defined

ps:上面这个例子未懂
关于命名空间的详细解释:
解读Python的命名空间
Python命名空间的本质

3. 导入模块

创建一个模块

# TemperatureConversion.py
def c2f(cel):
    fah = cel * 1.8 + 32
    return fah


def f2c(fah):
    cel = (fah - 32) / 1.8
    return cel

第一种:import 模块名

print('32摄氏度 = %.2f华氏度' % TemperatureConversion.c2f(32))
print('99华氏度 = %.2f摄氏度' % TemperatureConversion.f2c(99))

# 32摄氏度 = 89.60华氏度
# 99华氏度 = 37.22摄氏度

第二种:from 模块名 import 函数名

from TemperatureConversion import c2f, f2c

print('32摄氏度 = %.2f华氏度' % c2f(32))
print('99华氏度 = %.2f摄氏度' % f2c(99))

# 32摄氏度 = 89.60华氏度
# 99华氏度 = 37.22摄氏度

第三种:import 模块名 as 新名字

import TemperatureConversion as tc

print('32摄氏度 = %.2f华氏度' % tc.c2f(32))
print('99华氏度 = %.2f摄氏度' % tc.f2c(99))

# 32摄氏度 = 89.60华氏度
# 99华氏度 = 37.22摄氏度

4. if name == ‘main

if name == 'main’的意思是:当 .py 文件被直接运行时,if name == 'main’之下的代码块将被运行;当 .py 文件以模块形式被导入时,if name == 'main’之下的代码块不被运行。

①没有if__name__== ’ _ main_ ’

PI = 3.14


def main():
    print("PI:", PI)


main()

# PI: 3.14

from const import PI


def calc_round_area(radius):
    return PI * (radius ** 2)


def main():
    print("round area: ", calc_round_area(2))


main()

'''
PI: 3.14
round area:  12.56
'''

②有if__name__== ’ _ main_ ’

PI = 3.14

def main():
    print("PI:", PI)

if __name__ == "__main__":
    main()

运行 area.py,输出如下:

round area: 12.56

5. 搜索路径

import sys

print(sys.path)

# ['C:\\ProgramData\\Anaconda3\\DLLs', 'C:\\ProgramData\\Anaconda3\\lib', 'C:\\ProgramData\\Anaconda3', 'C:\\ProgramData\\Anaconda3\\lib\\site-packages',...]

我们使用 import 语句的时候,Python 解释器是怎样找到对应的文件的呢?

这就涉及到 Python 的搜索路径,搜索路径是由一系列目录名组成的,Python 解释器就依次从这些目录中去寻找所引入的模块。

这看起来很像环境变量,事实上,也可以通过定义环境变量的方式来确定搜索路径。

搜索路径是在 Python 编译或安装的时候确定的,安装新的库应该也会修改。搜索路径被存储在 sys 模块中的 path 变量中。

6. 包(package)

包是一种管理 Python 模块命名空间的形式,采用"点模块名称"。

创建包分为三个步骤:

创建一个文件夹,用于存放相关的模块,文件夹的名字即包的名字。
在文件夹中创建一个 init.py 的模块文件,内容可以为空。
将相关的模块放入文件夹中。
不妨假设你想设计一套统一处理声音文件和数据的模块(或者称之为一个"包")。

现存很多种不同的音频文件格式(基本上都是通过后缀名区分的,例如: .wav,.aiff,.au),所以你需要有一组不断增加的模块,用来在不同的格式之间转换。

并且针对这些音频数据,还有很多不同的操作(比如混音,添加回声,增加均衡器功能,创建人造立体声效果),所以你还需要一组怎么也写不完的模块来处理这些操作。

注意当使用 from package import item 这种形式的时候,对应的 item 既可以是包里面的子模块(子包),或者包里面定义的其他名称,比如函数,类或者变量。

设想一下,如果我们使用 from sound.effects import * 会发生什么?

Python 会进入文件系统,找到这个包里面所有的子模块,一个一个的把它们都导入进来。

导入语句遵循如下规则:如果包定义文件 init.py 存在一个叫做 all 的列表变量,那么在使用 from package import * 的时候就把这个列表中的所有名字作为包内容导入。

习题

1、怎么查出通过 from xx import xx导⼊的可以直接调⽤的⽅法?

2、了解Collection模块,编写程序以查询给定列表中最常见的元素。

题目说明:

输入:language = [‘PHP’, ‘PHP’, ‘Python’, ‘PHP’, ‘Python’, ‘JS’, ‘Python’, ‘Python’,‘PHP’, ‘Python’]

输出:Python


"""
Input file
language = ['PHP', 'PHP', 'Python', 'PHP', 'Python', 'JS', 'Python', 'Python','PHP', 'Python']
   
Output file
Python
"""
def most_element(language):
    """ Return a list of lines after inserting a word in a specific line. """
   
    # your code here

datetime模块

datetime 是 Python 中处理日期的标准模块,它提供了 4 种对日期和时间进行处理的类:datetime、date、time 和 timedelta。

知识点

1. datetime类

class datetime(date):
    def __init__(self, year, month, day, hour, minute, second, microsecond, tzinfo)
        pass
    def now(cls, tz=None):
        pass
    def timestamp(self):
        pass
    def fromtimestamp(cls, t, tz=None):
        pass
    def date(self):
        pass
    def time(self):
        pass
    def year(self):
        pass
    def month(self):
        pass
    def day(self):
        pass
    def hour(self):
        pass
    def minute(self):
        pass
    def second(self):
        pass
    def isoweekday(self):
        pass
    def strftime(self, fmt):
        pass
    def combine(cls, date, time, tzinfo=True):
        pass

datetime.now(tz=None) 获取当前的日期时间,输出顺序为:年、月、日、时、分、秒、微秒。
datetime.timestamp() 获取以 1970年1月1日为起点记录的秒数。
datetime.fromtimestamp(tz=None) 使用 unixtimestamp 创建一个 datetime。

如何创建一个 datetime 对象?

import datetime

dt = datetime.datetime(year=2020, month=6, day=25, hour=11, minute=23, second=59)
print(dt)  # 2020-06-25 11:23:59
print(dt.timestamp())  # 1593055439.0

dt = datetime.datetime.fromtimestamp(1593055439.0)
print(dt)  # 2020-06-25 11:23:59
print(type(dt)) # 

dt = datetime.datetime.now()
print(dt)  # 2020-06-25 11:11:03.877853
print(type(dt))  # 

datetime.strftime(fmt) 格式化 datetime 对象。

符号 说明
%a 本地简化星期名称(如星期一,返回 Mon)
%A 本地完整星期名称(如星期一,返回 Monday)
%b 本地简化的月份名称(如一月,返回 Jan)
%B 本地完整的月份名称(如一月,返回 January)
%c 本地相应的日期表示和时间表示
%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)
%j 年内的一天(001-366)
%m 月份(01-12)
%M 分钟数(00-59)
%p 本地A.M.或P.M.的等价符
%S 秒(00-59)
%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
%y 两位数的年份表示(00-99)
%Y 四位数的年份表示(0000-9999)
%Z 当前时区的名称(如果是本地时间,返回空字符串)
%% %号本身

【例子】如何将 datetime 对象转换为任何格式的日期?

import datetime

dt = datetime.datetime(year=2020, month=6, day=25, hour=11, minute=51, second=49)
s = dt.strftime("'%Y/%m/%d %H:%M:%S")
print(s)  # '2020/06/25 11:51:49

s = dt.strftime('%d %B, %Y, %A')
print(s)  # 25 June, 2020, Thursday
表达式 含义
datetime.date() Return the date part.
datetime.time() Return the time part, with tzinfo None.
datetime.year
datetime.month
datetime.day
datetime.hour 小时
datetime.minute 分钟
datetime.second
datetime.isoweekday 星期几
import datetime

dt = datetime.datetime(year=2020, month=6, day=25, hour=11, minute=51, second=49)
print(dt.date())  # 2020-06-25
print(type(dt.date()))  # 
print(dt.time())  # 11:51:49
print(type(dt.time()))  # 
print(dt.year)  # 2020
print(dt.month)  # 6
print(dt.day)  # 25
print(dt.hour)  # 11
print(dt.minute)  # 51
print(dt.second)  # 49
print(dt.isoweekday())  # 4

在处理含有字符串日期的数据集或表格时,我们需要一种自动解析字符串的方法,无论它是什么格式的,都可以将其转化为 datetime 对象。这时,就要使用到 dateutil 中的 parser 模块。

parser.parse(timestr, parserinfo=None, **kwargs)
【例子】如何在 python 中将字符串解析为 datetime对象?

from dateutil import parser

s = '2020-06-25'
dt = parser.parse(s)
print(dt)  # 2020-06-25 00:00:00
print(type(dt))  # 

s = 'March 31, 2010, 10:51pm'
dt = parser.parse(s)
print(dt)  # 2010-03-31 22:51:00
print(type(dt))  # 

【练习】计算以下列表中连续的天数。

# 输入
['Oct, 2, 1869', 'Oct, 10, 1869', 'Oct, 15, 1869', 'Oct, 20, 1869','Oct, 23, 1869']

# 输出
[8, 5, 5, 3]
import numpy as np
from dateutil import parser

dateString = ['Oct, 2, 1869', 'Oct, 10, 1869', 'Oct, 15, 1869', 'Oct, 20, 1869', 'Oct, 23, 1869']
dates = [parser.parse(i) for i in dateString]
td = np.diff(dates)
print(td)
# [datetime.timedelta(days=8) datetime.timedelta(days=5)
#  datetime.timedelta(days=5) datetime.timedelta(days=3)]
d = [i.days for i in td]
print(d)  # [8, 5, 5, 3]

2. date类

class date:
    def __init__(self, year, month, day):
        pass
    def today(cls):
        pass

date.today() 获取当前日期信息。

【例子】如何在 Python 中获取当前日期和时间?

import datetime

d = datetime.date(2020, 6, 25)
print(d)  # 2020-06-25
print(type(d))  # 

d = datetime.date.today()
print(d)  # 2020-06-25
print(type(d))  # 

【练习】如何统计两个日期之间有多少个星期六?


d1 = datetime.date(1869, 1, 2)
d2 = datetime.date(1869, 10, 2)
dt = (d2 - d1).days
print(dt)
print(d1.isoweekday())  # 6
print(dt // 7 + 1)  # 40

3. time类

class time:
    def __init__(self, hour, minute, second, microsecond, tzinfo):
        pass

【例子】如何使用 datetime.time() 类?

import datetime

t = datetime.time(12, 9, 23, 12980)
print(t)  # 12:09:23.012980
print(type(t))  # 

注意:

1秒 = 1000 毫秒(milliseconds)
1毫秒 = 1000 微妙(microseconds)

【练习】如何将给定日期转换为当天开始的时间?

# 输入
import datetime
date = datetime.date(2019, 10, 2)

# 输出
2019-10-02 00:00:00
import datetime

date = datetime.date(2019, 10, 2)
dt = datetime.datetime(date.year, date.month, date.day)
print(dt)  # 2019-10-02 00:00:00

dt = datetime.datetime.combine(date, datetime.time.min)
print(dt)  # 2019-10-02 00:00:00

4. timedelta类

timedelta 表示具体时间实例中的一段时间。你可以把它们简单想象成两个日期或时间之间的间隔。

它常常被用来从 datetime 对象中添加或移除一段特定的时间。

class timedelta(SupportsAbs[timedelta]):
    def __init__(self, days, seconds, microseconds, milliseconds, minutes, hours, weeks,):
        pass
    def days(self):
        pass
    def total_seconds(self):
        pass

【例子】如何使用 datetime.timedelta() 类?

import datetime

td = datetime.timedelta(days=30)
print(td)  # 30 days, 0:00:00
print(type(td))  # 
print(datetime.date.today())  # 2020-07-01
print(datetime.date.today() + td)  # 2020-07-31

dt1 = datetime.datetime(2020, 1, 31, 10, 10, 0)
dt2 = datetime.datetime(2019, 1, 31, 10, 10, 0)
td = dt1 - dt2
print(td)  # 365 days, 0:00:00
print(type(td))  # 

td1 = datetime.timedelta(days=30)  # 30 days
td2 = datetime.timedelta(weeks=1)  # 1 week
td = td1 - td2
print(td)  # 23 days, 0:00:00
print(type(td))  # 

如果将两个 datetime 对象相减,就会得到表示该时间间隔的 timedelta 对象。

同样地,将两个时间间隔相减,可以得到另一个 timedelta 对象。
【练习】

距离你出生那天过去多少天了?
距离你今年的下一个生日还有多少天?
将距离你今年的下一个生日的天数转换为秒数。

from dateutil import parser
import datetime

bDay = 'Oct 2, 1969'
dt1 = parser.parse(bDay).date()
dt2 = datetime.date.today()
dt3 = datetime.date(dt2.year, dt1.month, dt1.day)
print(dt1)  # 1969-10-02
print(dt2)  # 2020-07-01
print(dt3)  # 2020-10-02

td = dt2 - dt1
print(td.days)  # 18535
td = dt3 - dt2
print(td.days)  # 93
print(td.days * 24 * 60 * 60)  # 8035200
print(td.total_seconds())  # 8035200.0

练习题

1、假设你获取了用户输入的日期和时间如2020-1-21 9:01:30,以及一个时区信息如UTC+5:00,均是str,请编写一个函数将其转换为timestamp:

题目说明:

"""
   
Input file
example1: dt_str='2020-6-1 08:10:30', tz_str='UTC+7:00'
example2: dt_str='2020-5-31 16:10:30', tz_str='UTC-09:00'
   
Output file
result1: 1590973830.0
result2: 1590973830.0
"""
   
   
def to_timestamp(dt_str, tz_str):
    # your code here
        pass

2、编写Python程序以选择指定年份的所有星期日。

题目说明:

"""
   
Input file
   2020
   
Output file
   2020-01-05                         
   2020-01-12              
   2020-01-19                
   2020-01-26               
   2020-02-02     
   -----
   2020-12-06               
   2020-12-13                
   2020-12-20                
   2020-12-27 
"""
   
def all_sundays(year):
    # your code here

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