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)) # 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 | 年 |
| datetime.month | 月 |
| datetime.day | 日 |
| datetime.hour | 小时 |
| datetime.minute | 分钟 |
| datetime.second | 秒 |
| 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())) # 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)) # 【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)) # 【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)) # 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