【python学习笔记】task08 模块与datetime模块

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模块

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

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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
  【例子】创建一个hello.py文件

 # hello.py
def hi():
    print('Hi everyone, I love lsgogroup!')

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2.命名空间

（1）命名空间的分类
命名空间因为对象的不同，也有所区别，可以分为如下几种：

命名空间	特点
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，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。

（2）命名空间之间的关系
程序在查询命名空间的时候，就按照从里到外的顺序，即：本地命名空间–> 全局命名空间 --> 内置命名空间
【例子】

import hello

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

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3.导入模块

主要有以下三种方法
（1）import 模块名
（2）from 模块名 import 函数名
（3）import 模块名 as 新名字
【例子】创建一个温度转换模块，并使用三种不同方法导入

#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

#方法一：import 模块名
import TemperatureConversion
print('32摄氏度 = %.2f华氏度' % TemperatureConversion.c2f(32))
print('99华氏度 = %.2f摄氏度' % TemperatureConversion.f2c(99))

#方法二：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))

#方法三：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))

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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。
__name__：是内置变量，可用于表示当前模块的名字
【例子】

#创建一个const.py 
PI = 3.14
def main():
    print("PI:", PI)

#用于计算圆面积的 area.py 文件，area.py 文件需要用到 const.py 文件中的 PI 变量。从 const.py 中，因此需要把 PI 变量导入 area.py：
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

看到 const.py 中的 main 函数也被运行了，实际上我们不希望它被运行，因为 const.py 提供的 main 函数只是为了测试常量定义。这时if __name__ == '__main__'派上了用场，我们把 const.py 改一下，添加if __name__ == "__main__"：

PI = 3.14

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

if __name__ == "__main__":
    main()

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5.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。
• 当解释器遇到 import 语句，如果模块在当前的搜索路径就会被导入
• 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，例如

import sys
print(sys.path)
#['E:\\python学习', 'D:\\python\\python37.zip', 'D:\\python\\DLLs', 'D:\\python\\lib', 'D:\\python', '', 'D:\\python\\lib\\site-packages', 'D:\\python\\lib\\site-packages\\easygui-0.98.0_unreleased-py3.7.egg', 'D:\\python\\lib\\site-packages\\win32', 'D:\\python\\lib\\site-packages\\win32\\lib', 'D:\\python\\lib\\site-packages\\Pythonwin', 'D:\\python\\lib\\site-packages\\IPython\\extensions', 'C:\\Users\\admin\\.ipython']

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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：
  （1）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。
  （2）在文件夹中创建一个 init.py 的模块文件，内容可以为空。
  （3）将相关的模块放入文件夹中。

• 在导入一个包的时候，Python 会根据 sys.path 中的目录来寻找这个包中包含的子目录。
  目录只有包含一个叫做 init.py 的文件才会被认作是一个包，最简单的情况，放一个空的 init.py 就可以了。
  【例子】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（如： .wav，.aiff，.au），因此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。

sound/                          顶层包
      __init__.py               初始化 sound 包
      formats/                  文件格式转换子包
              __init__.py
              wavread.py
              wavwrite.py
              aiffread.py
              aiffwrite.py
              auread.py
              auwrite.py
              ...
      effects/                  声音效果子包
              __init__.py
              echo.py
              surround.py
              reverse.py
              ...
      filters/                  filters 子包
              __init__.py
              equalizer.py
              vocoder.py
              karaoke.py
              ...

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相关资料

• https://www.runoob.com/python3/python3-tutorial.html
• https://www.bilibili.com/video/av4050443
• https://blog.csdn.net/u010820857/article/details/85330778

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练习题

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

共有五种方法，参考https://www.cnblogs.com/xuezhihen1901/p/10772226.html

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

collections模块在内置的数据类型，比如：int、str、list、dict等基础之上额外提供了几种数据类型。
1.namedtuple(): 生成可以使用名字来访问元素内容的tuple子类
2.deque: 双端队列，可以快速的从另外一侧追加和推出对象
3.Counter: 计数器，主要用来计数
4.OrderedDict: 有序字典
5.defaultdict: 带有默认值的字典
参考：https://www.cnblogs.com/bremen/p/5805933.html

from collections import Counter

c=Counter(language)
print(max(c.keys()))

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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

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1.datetime类

方法	作用
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。
datetime.strftime(fmt)	格式化 datetime 对象。
parser.parse(timestr, parserinfo=None, **kwargs)	自动解析字符串，将其转换为datetime对象
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

datetime.strftime(fmt) 所有合法格式代码的参考

指令	描述	实例
%a	Weekday，短版本	Wed
%A	Weekday，完整版本	Wednesday
%w	Weekday，数字 0-6，0 为周日	3
%d	日，数字 01-31	31
%b	月名称，短版本	Dec
%B	月名称，完整版本	December
%m	月，数字01-12	12
%y	年，短版本，无世纪	18
%Y	年，完整版本	2018
%H	小时，00-23	17
%I	小时，00-12	05
%p	AM/PM	PM
%M	分，00-59	41
%S	秒，00-59	08
%f	微妙，000000-999999	548513
%z	UTC 偏移	+0100
%Z	时区	CST
%j	天数，001-366	365
%U	周数，每周的第一天是周日，00-53	52
%W	周数，每周的第一天是周一，00-53	52
%c	日期和时间的本地版本	Mon Dec 31 17:41:00 2018
%x	日期的本地版本	12/31/18
%X	时间的本地版本	17:41:00
%%	A % character	%

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

【例1】如何创建一个datatime对象

#如何创建一个datetime对象
import datetime

dt=datetime.datetime(year=2000,month=6,day=25,hour=11,minute=23,second=25)
print(dt)

#datetime.fromtimestamp(tz=None) 使用 unixtimestamp 创建一个 datetime
dt = datetime.datetime.fromtimestamp(1593055439.0)
print(dt)  # 2020-06-25 11:23:59
print(type(dt)) # 

#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
dt=datetime.datetime.now()
print(dt) #2020-08-07 11:10:16.171579
print(type(dt)) #

【例2】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

【例3】将给定日期转化为‘mmm-dd,YYYY’的格式

import datetime

d1 = datetime.date(2010, 9, 28)
print(d1.strftime('%b-%d,%Y'))
# Sep-28,2010

【例4】利用parser.parse(timestr, parserinfo=None, **kwargs)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))  # 

【例5】利用parser.parse(timestr, parserinfo=None, **kwargs)计算下面列表中的连续天数

相关资料参考
Python时间处理-dateutil模块
numpy 之 np.diff函数

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]

#计算时间的差值
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]

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2.data类

date.today() 获取当前日期信息。

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

【例1】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)  # 2020-08-7
print(type(d))  # 

【例2】统计两个日期之间有多少个星期六

# 输入
d1 = datetime.date(1869, 1, 2)
d2 = datetime.date(1869, 10, 2)

# 输出
40

import datetime

d1 = datetime.date(1869, 1, 2)
d2 = datetime.date(1869, 10, 2)
dt = (d2 - d1).days
print(dt)#273
print(d1.isoweekday())  # 6
print(dt // 7 + 1)  # 40

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3.time类

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

【例1】使用datetime.time()类将给定日期转换为当天开始的时间

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

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4. timedelta类

• timedelta 表示具体时间实例中的一段时间，即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。
• 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
  【例子】
  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

# 输入
bday = 'Oct 2, 1969

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

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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

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 datetim

from datetime import datetime, timezone, timedelta

def to_timestamp(dt_str, tz_str):
    # 首先，获取用户输入的时间的datetime
    input_dt = datetime.strptime(dt_str, '%Y-%m-%d %H:%M:%S')

    # 上面得到的datetime是没有时区的，因此设置用户输入的对应时区
    # 那么此时需要利用正则获取用户输入的时区
    time_zone_num = re.match(r'UTC([+|-][\d]{1,2}):00', tz_str).group(1)
    time_zone = timezone(timedelta(hours=int(time_zone_num)))  # 创建时区UTC-？？

    # 将上面得到的datetime强制设置为UTC-？？
    input_dt_tz = input_dt.replace(tzinfo=time_zone)
    
    return input_dt_tz.timestamp()on
在这里插入代码片

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 her

参考https://blog.csdn.net/yxhyw1799/article/details/90812456
https://zhidao.baidu.com/question/502791732929623844.html?qbl=relate_question_1&word=python%20%BB%F1%C8%A1%CB%F9%D3%D0%BA%DA%C9%AB%D0%C7%C6%DA%CE%E5

import datetime
import time
import calendar

def all_sundays(year):
    #全年所有日期
    cal = calendar.Calendar()
    alldaylist = []
    for month in list(range(1,13)):
        listday = []
		#调用calendar类的itermonthdays()方法，返回一个迭代器，含有指定年月的日子
        for day in cal.itermonthdays(year,month):
			#过滤迭代器中用于填充首尾的0
            if day != 0:
                listday.append(day)
        alldaylist.append(listday)
        #print(alldaylist)
        
    
    for month in range(1,13):
        for day in alldaylist[month-1]:
            date=datetime.date(year,month,day)
           
     
     #获取指定周日日期
            weekday=datetime.datetime.isoweekday(date)
            if weekday==7:
                print(date)
            
all_sundays(2020)

结果为

2020-01-05
2020-01-12
2020-01-19
2020-01-26
2020-02-02
2020-02-09
2020-02-16
2020-02-23
2020-03-01
2020-03-08
2020-03-15
2020-03-22
2020-03-29
2020-04-05
2020-04-12
2020-04-19
2020-04-26
2020-05-03
2020-05-10
2020-05-17
2020-05-24
2020-05-31
2020-06-07
2020-06-14
2020-06-21
2020-06-28
2020-07-05
2020-07-12
2020-07-19
2020-07-26
2020-08-02
2020-08-09
2020-08-16
2020-08-23
2020-08-30
2020-09-06
2020-09-13
2020-09-20
2020-09-27
2020-10-04
2020-10-11
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2020-11-01
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2020-11-22
2020-11-29
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2020-12-13
2020-12-20
2020-12-27