python编程学习——第九周

第九周

python学习笔记和做的一些习题 （python编程快速上手——让繁琐工作自动化）

第十四章 处理CSV文件和JSON数据

CSV模块

CSV 表示“Comma-Separated Values（逗号分隔的值）”，CSV 文件是简化的电子表格，保存为纯文本文件。
CSV 文件是简单的，缺少 Excel 电子表格的许多功能。例如，CSV 文件中：
• 值没有类型，所有东西都是字符串；
• 没有字体大小或颜色的设置；
• 没有多个工作表；
• 不能指定单元格的宽度和高度；
• 不能合并单元格；
• 不能嵌入图像或图表。

Reader对象：要用 csv 模块从 CSV 文件中读取数据，需要创建一个 Reader 对象。Reader 对象让你迭代遍历 CSV 文件中的每一行。

既然已经将 CSV 文件表示为列表的列表，就可以用表达式 exampleData [row] [col] 来访问特定行和列的值。其中，row 是 exampleData 中一个列表的下标， col 是该列表中你想访问的项的下标。

在 for 循环中，从 Reader 对象读取数据 :

Writer对象:
Writer 对象让你将数据写入 CSV 文件。要创建一个 Writer 对象，就使用 csv.writer()函数。
Writer 对象的 writerow()方法接受一个列表参数。列表中的每个词，放在输出的 CSV 文件中的一个单元格中。writerow()函数的返回值，是写入文件中这一行的字 符数（包括换行字符）。

delimiter 和 lineterminator 关键字参数 :
如果你希望用制表符代替逗号来分隔单元格，并希望有两倍行距。在默认情况下，CSV 文件的分隔符是逗号。行终止字符是出现在行末的字符。默 认情况下，行终止字符是换行符。可以利用 csv.writer()的 delimiter 和 lineterminator 关键字参数，将这些字符改成不同的值。

项目:从CSV文件中删除表头

总的来说，该程序必须做到以下几点：
• 找出当前工作目录中的所有 CSV 文件。
• 读取每个文件的全部内容。
• 跳过第一行，将内容写入一个新的 CSV 文件。
在代码层面上，这意味着该程序需要做到以下几点：
• 循环遍历从 os.listdir()得到的文件列表，跳过非 CSV 文件。
• 创建一个 CSV Reader 对象，读取该文件的内容，利用 line_num 属性确定要跳 过哪一行。
• 创建一个 CSV Writer 对象，将读入的数据写入新文件。

import csv,os
os.makedirs('headerRemoved', exist_ok=True)
# 循环遍历每个CSV文件
for csvFilename in os.listdir('.'):
    if not csvFilename.endswith('.csv'):
        continue     #跳过拓展名不是CSV的文件
    print('Removing header from ' + csvFilename + '...')

# 读入CSV文件
csvRows = []
csvFileObj = open(csvFilename)
readerObj = csv.reader(csvFileObj)
#循环会遍历 CSV Reader 对象返回所有行，除了第一行，所有行都会添加到csvRows。
for row in readerObj:
    #Reader 对象的 line_num 属性可以用来确定当前读入的是 CSV 文件的哪一行。 
    if readerObj.line_num == 1:   
        continue      #跳过第一行
csvRows.append(row)
csvFileObj.close()

# 写入 CSV 文件，没有第一行
    #将列表写入 headerRemoved 中的一个 CSV 文件。这将覆盖原来的文件
    csvFileObj = open(os.path.join('headerRemoved', csvFilename), 'w',
                      newline='')
    csvWriter = csv.writer(csvFileObj)
    #循环遍历存储在 csvRows 中的子列表，将每个子列表 写入该文件
    for row in csvRows:
        csvWriter.writerow(row)
        csvFileObj.close()

JSON模块

JSON 是一种格式，它以 JavaScript 源代码的形式，将信息保存在纯文本文件中。JSON 不能存储每一种 Python 值，它只能包含以下数据类型的值：字符串、整型、浮点型、布尔型、列表、字典和NoneType。

用 loads()函数读取 JSON ：
要将包含 JSON 数据的字符串转换为 Python 的值，就将它传递给 json.loads()函数 ，调用 loads()，向它传入一个 JSON 数据字符串。请注 意，JSON 字符串总是用双引号。它将该数据返回为一个 Python 字典。：

用 dumps 函数写出 JSON ：
json.dumps()函数将一个 Python 值 转换成 JSON 格式的数据字符串。该值只能是以下基本 Python 数据类型之一：字典、列表、整型、浮点型、字符 串、布尔型或 None：

项目：取得当前的天气数据

该程序将执行以下操作：
• 从命令行读取请求的位置。
• 从 OpenWeatherMap.org 下载 JSON 天气数据。
• 将 JSON 数据字符串转换成 Python 的数据结构。
• 打印今天和未来两天的天气。
因此，代码需要完成以下任务：
• 连接 sys.argv 中的字符串，得到位置。
• 调用 requests.get()，下载天气数据。
• 调用 json.loads()，将 JSON 数据转换为 Python 数据结构。
• 打印天气预报。

import json, requests, sys
##从命令行参数获取位置

#命令行参数存储在 sys.argv 列表里,sys.argv 中至少有一个元素 
if len(sys.argv) < 2:
    #如果只有一个元素，程序向用户提供“Usage（用法）”信息
    print('Usage: quickWeather.py location')
    sys.exit()
#调用 join()方法，将 sys.argv中除第一 个字符串以外的字符串连接起来。
location = ' '.join(sys.argv[1:]) 
##下载 JSON 数据
#将 location 中保存的字符串插入 URL 字符串的那个位置
url ='http://api.openweathermap.org/data/2.5/forecast/daily?q=%s&cnt=3' % (location)
#将 url 传入 requests.get(),requests.get()调用返回一个 Response 对象
response = requests.get(url)
#可以通过调用 raise_for_status()来检查错误
response.raise_for_status() 

##加载 JSON 数据
weatherData = json.loads(response.text)
##打印天气
#代码将 weatherData['list']保存在变量 w 中
w = weatherData['list'] print('Current weather in %s:' % (location))
print(w[0]['weather'][0]['main'], '-', w[0]['weather'][0]['description'])
print() print('Tomorrow:')
print(w[1]['weather'][0]['main'], '-', w[1]['weather'][0]['description'])
print()
print('Day after tomorrow:')
print(w[2]['weather'][0]['main'], '-', w[2]['weather'][0]['description']) 

第十五章 保持时间、计划任务和启动程序

time模块

time.time()函数 ：time.time()函数返回自那一刻以来的秒数，是一个浮点值。这个数字称为 UNIX 纪元时间戳。

返回值是 Unix 纪元的那一刻与 time.time()被调用的那一刻之间的秒数。
其中 Unix 纪元是编程中经常参考的时间：1970 年 1 月 1 日 0 点，即协调世界时（UTC）。

import time
#定义了函数 calcProd()，循环遍历 1 至 99999 的整数，返回它们的乘积。
def calcProd():
     product = 1
     for i in range(1, 100000):
         product = product * i
     return product 

#调用 time.time()，将结果保存在 startTime 中。
startTime = time.time()
prod = calcProd()
#调用 calcProd() 后，我们再次调用 time.time()，将结果保存 endTime 中
endTime = time.time()
#打印 calcProd() 返回的乘积的长度
print('The result is %s digits long.' % (len(str(prod))))
#打印运行 calcProd()的时间
print('Took %s seconds to calculate.' % (endTime - startTime)) 

运行结果为：

time.sleep()函数 ：
如果需要让程序暂停一下，就调用 time.sleep()函数，并传入希望程序暂停的秒数。
for 循环将打印 Tick，暂停一秒钟，打印 Tock，暂停一秒钟，打印 Tick， 暂停，如此继续，直到 Tick 和 Tock 分别被打印 3 次。
输入 time.sleep(5) ，会在 5 秒后才看 到下一个提示符（>>>）。

数字四舍五入

用 Python 内置的 round()函数将小数点后有许多数字的浮点值缩短，该函数按照指定的精度 四舍五入到一个浮点数。只要传入要舍入的数字，再加上可选的第二个参数，指明 需要传入到小数点后多少位。如果省略第二个参数，round()将数字四舍五入到最接 近的整数：

项目：超级秒表

你的程序需要完成：
• 记录从按下回车键开始，每次按键的时间，每次按键都是一个新的“单圈”。
• 打印圈数、总时间和单圈时间。
这意味着代码将需要完成以下任务：
• 在程序开始时，通过调用 time.time()得到当前时间，将它保存为一个时间戳。 在每个单圈开始时也一样。
• 记录圈数，每次用户按下回车键时加 1。
• 用时间戳相减，得到计算流逝的时间。
• 处理 KeyboardInterrupt 异常，这样用户可以按 Ctrl-C 退出。

import time

#显示程序的指令
print('Press ENTER to begin. Afterwards, press ENTER to "click" the stopwatch.Press Ctrl-C to quit.')
input()      # 按回车开始
print('Started.')
startTime = time.time()   # 获得第一圈的开始时间
lastTime = startTime
#将圈数设为1
lapNum = 1

#记录并打印单圈时间
try:
     while True:
         input()
         #计算该圈花了多少时间
         lapTime = round(time.time() - lastTime, 2)
         #计算总共流逝的时间
         totalTime = round(time.time() - startTime, 2)
         #我们打印出圈数，消耗的总时间和单圈时间
         print('Lap #%s: %s (%s)' % (lapNum, totalTime, lapTime), end='')
         lapNum += 1
         lastTime = time.time() # reset the last lap time
except KeyboardInterrupt:
    #当 Ctrl-C 按下并引发异常时，程序执行转向 except 子句，打印 Done
    print('\nDone.')

datetime 模块

datetime 模块有自己的datetime 数据类型。datetime 值表示一个特定的时刻。

Unix 纪元时间戳可以通过datetime.datetime.fromtimestamp()，转换为datetime 对象。datetime 对象的日期和时间将根据本地时区转换：

timedelta 数据类型 ：
创建 timedelta 对象，就用 datetime.timedelta()函数。datetime.timedelta()函数 接受关键字参数weeks、days、hours、minutes、seconds、milliseconds 和 microseconds。 没有 month 和 year 关键字参数，因为“月”和“年”是可变的时间，依赖于特定月 份或年份。timedelta 对象拥有的总时间以天、秒、微秒来表示。这些数字分别保存 在 days、seconds 和 microseconds 属性中。total_seconds()方法返回只以秒表示的时 间。将一个 timedelta 对象传入 str()，将返回格式良好的、人类可读的字符串表示。

算术运算符可以用于对 datetime 值进行日期运算：

利用+和-运算符，timedelta 对象与 datetime 对象或其他 timedelta 对象相加或相减。利用*和/运算符，timedelta 对象可以乘以或除以整数或浮点数。

暂停直至特定日期 ：
time.sleep()方法可以暂停程序若干秒。利用一个 while 循环，可以让程序暂停， 直到一个特定的日期。

import datetime 
import time 
halloween2016 = datetime.datetime(2016, 10, 31, 0, 0, 0) 
while datetime.datetime.now() < halloween2016:
     time.sleep(1) 
 

将 datetime 对象转换为字符串 ：利用 strftime()方 法，可以将 datetime 对象显示为字符串。
strftime()指令 ：

strftime()指令	含义
%Y	带世纪的年份，例如’2014’
%y	不带世纪的年份，‘00’至’99’（1970 至 2069）
%m	数字表示的月份, ‘01’至’12’
%B	完整的月份，例如’November’
%b	简写的月份，例如’Nov’
%d	一月中的第几天，‘01’至’31’
%j	一年中的第几天，‘001’至’366’
%w	一周中的第几天，‘0’（周日）至’6’（周六）
%A	完整的周几，例如’Monday’
%a	简写的周几，例如’Mon’
%H	小时（24 小时时钟），‘00’至’23’
%I	小时（12 小时时钟），‘01’至’12’
%M	分，‘00’至’59’
%s	秒，‘00’至’59’
%p	‘AM’或’PM’
%%	就是’%'字符

向 strftime()传入一个定制的格式字符串，其中包含格式化指定（以及任何需要 的斜线、冒号等），strftime()将返回一个格式化的字符串，表示 datetime 对象的信息。

将字符串转换成 datetime 对象 ：
如果有一个字符串的日期信息，需要将它转换为 datetime 对象，就用 datetime.datetime.strftime()函数。

多线程

多线程是什么？打个比方：多线程的程序就像是有多个“手指”。每个“手指”能够移动到控制流语句定义的下一行代码，但这些“手指”可以在程序的不同地方，同时执行不同的代码行。

像线程的目标函数传递参数：
如果想在新线程中运行的目标函数有参数，可以将目标函数的参数传入 threading.Thread()。

将 args=[‘Cats’, ‘Dogs’, ‘Frogs’]传入 threading.Thread()。为了确保关键字参数 sep=’ & '传递给新线程 中的 print()，我们将 kwargs={‘sep’: '& ‘}传入 threading.Thread()。 threadObj.start()调用将创建一个新线程来调用 print()函数，它会传入’Cats’、 ‘Dogs’和’Frogs’作为参数，以及’ & '作为 sep 关键字参数。但是最后一行的结果位置，，，，不知道怎么解释

并发问题：可以轻松地创建多个新线程，让它们同时运行。但多线程也可能会导致所谓的并发问题。
并发问题的产生：如果这些线程同时读写变量，导致互相干扰，就会发生并发问题。
并发问题特点：并发问题可能很难一致地重现，所以难以调试。

从python中启动其他程序

利用内建的 subprocess 模块中的 Popen()函数，Python 程序可以启动计算机中的 其他程序。如果想在 Python 脚本中启动一个外部程序，就将该程序的文件名传递给 subprocess.Popen()（在 Windows 中，右键点击该应用程序的开始菜单项，然后选择 “属性”，查看应用程序的文件名。）

向 Popen()传递命令行参数 ：用 Popen()创建进程时，可以向进程传递命令行参数。要做到这一点，向 Popen() 传递一个列表，作为唯一的参数。该列表中的第一个字符串是要启动的程序的可执 行文件名，所有后续的字符串将是该程序启动时，传递给该程序的命令行参数。实 际上，这个列表将作为被启动程序的 sys.argv 的值。

Task Scheduler、launchd 和 cron ：这些工具文档齐全，而且可靠，它们都允许 你安排应用程序在特定的时间启动。

用 Python 打开网站 ：webbrowser.open()函数可以从程序启动 Web 浏览器，打开指定的网站；用 subprocess.Popen()打开浏览器应用程序。

运行其他 Python 脚本 :可以在 Python 中启动另一个 Python 脚本，就像任何其他的应用程序一样。只需向 Popen()传入 python.exe 可执行文件，并将想运行的.py 脚本的文件名作为它的参数。

用默认的应用程序打开文件 :利用 Popen()，Python 也可以用这种方式打开文件。 每个操作系统都有一个程序，其行为等价于双击文档文件来打开它。在 Windows 上，是start 程序。

项目：简单的倒计时程序

程序要做到：
• 从 60 倒数。
• 倒数至 0 时播放声音文件（alarm.wav）。
这意味着代码将需要做到以下几点：
• 在显示倒计时的每个数字之间，调用 time.sleep()暂停一秒。
• 调用 subprocess.Popen()，用默认的应用程序播放声音文件。

import time, subprocess
#创建变量 timeleft，保存倒计时剩下的秒数
timeLeft = 60
while timeLeft > 0:
    #显示剩余次数
    print(timeLeft, end='')
    #暂停一秒钟
    time.sleep(1)
    #再减少 timeleft 变量的值
    timeLeft = timeLeft - 1

#在倒计时结束时，播放声音文件。
subprocess.Popen(['start', 'alarm.wav'], shell=True)