DW学习－Python基础12（模块与datetime模块）

1 模块

1.1 模块的定义

• 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
  • 在Python中，每个Python文件都可以作为一个模块，模块的名字就是文件的名字，也就是说自定义模块名必须符合标识符命名规则。
  • 模块就是一个Python文件，以.py做后缀名，里面包含了对象定义和语句。

1.2 命名空间

命名空间因为对象的不同，也有所区别，可以分为如下几种：

• 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。
• 程序在查询上述三种命名空间的时候，就按照从里到外的顺序，即：Local Namespaces --> Global Namesspaces --> Built-in Namesspaces。

1.3 导入模块

• 导入模块：就是使用别人编写好的程序
• 方法：
  • 第一种：import 模块名 调用： 模块名.功能名()
  • 第二种：from 模块名 import 函数名 调用：功能名()
  • 第三种：
    模块定义别名：import 模块名 as 新名字
    功能定义别名：from 模块名 import 功能 as 新名字
• 【例子】

【创建模块】

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

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

【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))

# 32摄氏度 = 89.60华氏度
# 99华氏度 = 37.22摄氏度

【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

【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

1.4 if __ name__ == ‘__main __’

• __name__：是内置变量，可用于表示当前模块的名字。
• 如果一个 .py 文件（模块）被直接运行时，其__name__值为__main__，即模块名为__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。

【例子：没有 if __ name__ == ‘__main __’】

# 模块文件const.py 
PI = 3.14
def main():
    print("PI:", PI)

main()
# PI: 3.14
-------------------------
# 调用模块
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 # 模块里的测试内容也被打印出来了
round area:  12.56
'''

# 模块文件const.py 
PI = 3.14
def main():
    print("PI:", PI)
if __name__ == "__main__":
    main()
# PI: 3.14
-------------------------
# 调用模块
from const import PI
def calc_round_area(radius):
    return PI * (radius ** 2)
def main():
    print("round area: ", calc_round_area(2))
main()
'''
round area:  12.56
'''

1.5 模块定义顺序

• 1 当前目录
• 2 如果不再当前目录，Python搜索在shell变量Pythonpath下的每个目录
• 3 如果都没有，Python会查看默认路径

注意：自己已有的文件名不要和已有的模块名重复，否则会导致模块功能无法使用。

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2 包

• 包：将有联系的模块组织在一起，即放在同一个文件夹下，并且在这个文件夹创建一个名字为__init__.py，那么这个文件夹称为包。

• 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。

• 导入包：

  • 方法1：
    import 包名.模块名 # 导入
    包名.模块名.目标 # 调用
  • 方法2：
    必须在__init__py文件中添加__all__=[] ，控制允许导入的模块列表
    from 包名 import * # 导入
    模块名.目标 # 调用

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3 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？

• 如果包内的__init__.py文件里有__all__=[]时，可以直接调用的方法为[]列表内定义的所有子模块。没有__all__列表时，就看__init__.py文件里的代码做具体判断。__all__=[] ，控制允许导入的模块列表。

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

from collections import Counter # Counter是对字典类型的补充，用于追踪值的出现次数，具备字典的所有功能加自己的功能
language = ['PHP', 'PHP', 'Python', 'PHP', 'Python', 'JS', 'Python', 'Python','PHP', 'Python']
def most_element(language):
    x= Counter(language) # 统计列表中各语言出现的次数
    dic = dict(x) # {'PHP': 4, 'Python': 5, 'JS': 1}
    list1 = list(dic.keys()) # 存键
    list2 = list(dic.values()) # 存值
    i = list2.index(max(list2)) # 返回最大值对应语言的下标
    return list1[i]
print(most_element(language))
# python

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4 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。

4.1 datetime类

• 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。

import datetime
dt = datetime.datetime(year=2020, month=8, day=23, hour=15, minute=38, second=20)
print(dt) # 2020-08-23 15:38:20
print(dt.timestamp()) # 1598168300.0
dt =datetime.datetime.now()
print(dt) # 2020-08-03 15:59:40.878923

• 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

【练习】如何将给定日期转换为 “mmm-dd, YYYY” 的格式？

import datetime

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

• 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

4.1.1 解析字符串

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】如何将字符串日期解析为 datetime 对象？

from dateutil import parser

s1 = "2010 Jan 1"
s2 = '31-1-2000'
s3 = 'October10, 1996, 10:40pm'

dt1 = parser.parse(s1)
dt2 = parser.parse(s2)
dt3 = parser.parse(s3)

print(dt1)  # 2010-01-01 00:00:00
print(dt2)  # 2000-01-31 00:00:00

4.2 date类

• 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.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？

import datetime

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

4.3 time类

【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))  # 

【练习】如何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

4.4 timedate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。
• 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。

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))  # 

5 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：
参考文章.

"""
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
"""
from datetime import timezone, timedelta
from dateutil import parser

def to_timestamp(dt_str, tz_str):
    dt1 = parser.parse(dt_str)
    s = ""
    for i in tz_str:
        if i == "+" or i == "-":
            j = tz_str.index(i)+1
            while(tz_str[j] != ":"):
                s = s + tz_str[j]
                j = j+1
            s = int(s)
            if i == "+":
                s = s
            if i == "-":
                s = -s
    tz_utc = timezone(timedelta(hours=s))
    dt = dt1.replace(tzinfo=tz_utc)
    return dt.timestamp()


print(to_timestamp('2020-6-1 08:10:30', 'UTC+7:00'))
print(to_timestamp('2020-5-31 16:10:30', 'UTC-09:00'))

2、编写Python程序以选择指定年份的所有星期日。
参考文章.

"""
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 
"""
   
import datetime

def all_sundays(year):
    dt1 = datetime.datetime(year=year, month=1, day=1)
    dt2 = datetime.datetime(year=year, month=12, day=31)
    dt = (dt2 - dt1).days
    d = datetime.timedelta(days=1)
    for i in range(dt+1):
        a = dt1.isoweekday()
        if a == 7:
            s = dt1.strftime("%Y-%m-%d")
            print(s)
        dt1 = dt1 + d
all_sundays(2020)