Python基础知识
Python基础知识
Task8 模块与datatime模块
一、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。
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
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。
上述三种命名空间的关系：
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。
3、导入模块
1. 第一种：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
2. 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
3. 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_’
对于很多编程语言来说，程序都必须要有一个入口，而 Python 则不同，它属于脚本语言，不像编译型语言那样先将程序编译成二进制再运行，而是动态的逐行解释运行。也就是从脚本第一行开始运行，没有统一的入口。
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_ 。
所以， 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。
5、搜索路径
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。
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
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。
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：
import sound.effects.echo
这将会导入子模块sound.effects.echo。他必须使用全名去访问：
sound.effects.echo.echofilter(input, output, delay=0.7, atten=4)
还有一种导入子模块的方法是:
from sound.effects import echo
这同样会导入子模块：echo，并且他不需要冗长的前缀，所以他可以这样使用：
echo.echofilter(input, output, delay=0.7, atten=4)
还有一种方法就是直接导入一个函数或者变量：
from sound.effects.echo import echofilter
这种方法会导入子模块：echo，并且可以直接使用他的echofilter()函数：
echofilter(input, output, delay=0.7, atten=4)
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。
如果使用from sound.effects import *，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。
例子：
在 sounds/effects/_init_.py 中包含如下代码：
__all__ = ["echo", "surround", "reverse"]
这表示当你使用 from sound.effects import * 这种用法时，你只会导入包里面这三个子模块。
如果 _all_ 真的没有定义，那么使用 from sound.effects import * 这种语法的时候，就不会导入包sound.effects 里的任何子模块。他只是把包 sound.effects 和它里面定义的所有内容导入进来（可能运行 _init_.py 里定义的初始化代码）。
这会把 _init_.py 里面定义的所有名字导入进来。并且他不会破坏掉我们在这句话之前导入的所有明确指定的模块。
import sound.effects.echo
import sound.effects.surround
from sound.effects import *
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？
直接import导入要查看的库，然后help()即可。
如：
import PyHook3
help(PyHook3)
另外：help(PyHook3.HookManager())，可以查看具体方法的源码。
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
"""
from collections import defaultdict
def most_element(language):
""" Return a list of lines after inserting a word in a specific line. """
d = defaultdict(int)
for key in language:
d[key] += 1
f = 0
for key in d:
if d[key] > f:
f = d[key]
for key in d:
if d[key] == f:
return key
language = ['PHP', 'PHP', 'PHP', 'Python', 'Python', 'JS', 'Python', 'Python', 'PHP', 'Python']
print(most_element(language))
二、datatime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。
1、datatime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=7, hour=21, minute=46,second=30)
print(dt) #2020-08-07 21:46:30
print(dt.timestamp()) #1596807990.0
dt = datetime.datetime.fromtimestamp(1596807990.0)
print(dt) #2020-08-07 21:46:30
print(type(dt)) #1.***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） |
| %% | %符号本身 |
【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？
'''
# 输入
d1 = datetime.date('2010-09-28')
# 输出
'Seq-28,2010'
'''
import datetime
d1 = datetime.date(2010, 9, 28)
print(d1.strftime('%b-%d,%Y'))
# Seq-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
【例子】datetime 对象包含很多与日期时间相关的实用功能。
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，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(de) # 2020-06-25 00:00:00
print(type(dt)) # 【练习】如何将字符串日期解析为 datetime 对象？
'''
# 输入
s1 = "2010 Jan 1"
s2 = '31-1-2000'
s3 = 'October10, 1996, 10:40pm'
# 输出
2010-01-01 00:00:00
2000-01-31 00:00:00
2019-10-10 22:40:00
'''
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
print(dt3) # 1996-10-10 22:40:00
【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？
'''
# 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)
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。
# 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
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):
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
"""
import datetime
def all_sundays(year):
d1 = datetime.date(year0, 1, 1)
d2 = datetime.date(year0, 12, 31)
dt = (d2 - d1).days
td0 = datetime.timedelta(weeks=1)
td1 = datetime.timedelta(days=1)
k = 0
while d1.isoweekday() != 7:
d1 += td1
while k < dt // 7:
k += 1
print(datetime.date(year=year0, month=d1.month, day=d1.day))
d1 += td0
all_sundays(2020)