Python 第八章 模块

模块

• 模块是一个包含所有你定义的函数和变量的文件，后最名是**.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标准库等方式。

命名空间

• 命名空间的理解呢，就是想当于有自己的势力范围，领域空间。在自己的空间中，定义了一些方法，空间内的所有对象都能直接通过方法名来直接调用这些方法；有时候我们使用一个陌生的函数的时候，解释器不知道他在哪儿就会依次从本地，全局，内置空间去找这个函数；

内置命名空间：Python运行的时候就存在了。内置函数所处的空间就是内置命名空间，比如id()函数，任何时候都能直接操作。

全局命名空间：每个模块自己的命名空间。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：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。

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

模块导入

• 方式一：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))

# 32摄氏度 = 89.60华氏度
# 99华氏度 = 37.22摄氏度

• 方式二：from 模块名 import 函数名

# 理解成。从模块中引入函数。也可以。from 模块 import * 引入所有方法
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

• 方式三：import 模块名 as 新名字

# as定义了一个新名字，使用的时候：新名字.函数名
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

内置变量‘ __name__ ’

• java，c都有入口语言，但是Python没有，Python术语脚本语言，动态逐行解释运行，换句话说，就是从程序的第一行开始运行。这个时候如果我们引入的模块中有运行函数了，岂不是干扰了我们希望开始执行的第一个程序？比如下面：

1，一个常量模块 const.py

PI = 3.14

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

main()

# PI: 3.14

2，计算圆面积的area.py程序。心如const.py的PI变量。

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
'''

最后的执行结果中，出现了const.py中的执行结果，但是我们只需哟它的PI的值，并不希望他的main()函数被执行。这个时候就要用到内置变量’__name__'了。假如当前模块是主模块（也就是调用其他模块的模块），那么此模块名字就是__main__;假如此模块是被import的，则此模块名字为文件名字（不加后面的.py）；这个我吗可以通过在模块中加上if _\name__ == ‘__main__’ 来判断，我这个代码块是主模块还是被调用的子模块来控制代码是否被执行

• const.py被改写成如下：

PI = 3.14

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

if __name__ == "__main__":
    main()

再啰嗦一句：在被调用的py文件中__name__的值是自己的文件名（不带后缀py）。主动调用的py文件中，__name__的值是"__main__"。用此可以来判断，一个py文件是被调方还是主动调别人的一方，主要在，被调到时候用的多。

搜索路径

• 当解释器 之行到import语句到时候，如果模块在当前的搜索路径就会被直接导入；解释器搜索包的过程有一个叫做“路径搜索”的操作过程。就是在“预先设定好的区域”中查找模块文件。这个预先设置好的区域就是sys.path中记录的每一条路径；如下是我笨鸡中的路径

import sys
print(sys.path)

#['/Users/xulei/PycharmProjects/untitled/Test_Demo', '/Users/xulei/PycharmProjects/untitled', '/Applications/PyCharm.app/Contents/plugins/python/helpers/pycharm_display', '/Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Library/Frameworks/Python3.framework/Versions/3.7/lib/python37.zip', '/Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Library/Frameworks/Python3.framework/Versions/3.7/lib/python3.7', '/Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Library/Frameworks/Python3.framework/Versions/3.7/lib/python3.7/lib-dynload', '/Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Library/Frameworks/Python3.framework/Versions/3.7/lib/python3.7/site-packages', '/Applications/PyCharm.app/Contents/plugins/python/helpers/pycharm_matplotlib_backend']

补充：如果我们需要导入的模块是放在文件夹里面的，那么，文件夹里面必须呀添加一个名为 “__init__.py”的文件，内容可以为空，但只要它存在，就表明此目录被作为一个package来处理；

包

• 包是一种管理Python模块命名空间的形式，采用“点模块名称”

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。

• 举个例子，自己设计一个音频处理的包，包含子文件夹，每个文件夹中含有不同的功能模块。

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
              ...

• 假设我要导入effects文件夹下的echo.py模块。方式如下

import sound.effects.echo

• 1，函数使用一：上面导入一个包的话，包里面包含很多方法，Java能直接函数名调用。但是，Python要调用函数的话得写上全名，如下：

echo.echofilter(input, output, delay=0.7, atten=4)

• 2，函数调用二：导入方式用from-import方式，这样调用的话只用在函数前加上模式名即可：

from sound.effects import echo

echo.echofilter(input, output, delay=0.7, atten=4)

• 3，函数调用三：直接导入你想要的函数或者变量，就能直接使用了，就像是在本py文件中直接些的函数一样，直接函数名调用：

from sound.effects.echo import echofilter

echofilter(input, output, delay=0.7, atten=4)

• **补充1：在使用from 文件夹 import \ *的时候有点讲究：**直接 import*，我们开发人员的意图是想通过*号导入该文件夹下的所有的模块。但是，不同平台的文件名规则不同（比如大消息敏感问题等），不一定能判断哪些模块要被导入，这个语句就只能依次执行路径文件夹中的__init__.py中的代码；如果想通过*号来实现导入全部模块，那就在最后一层目录下的__init__.py中定义一个__all__变量。

_all__ = ["echo", "surround", "reverse"]

• **补充2：直接import 包名 会出现什么情况？**不会引入该包下的任何模块，只会执行该包下的__init__.py中的代码（想通过引入报名引入包下的所有模块名，那就在该文件下import 每个模块就好了）
• Python通常不主张使用*号方式来导入模块。

datetime模块

• 就是一个日期时间的标准模块。它提供了 4 种对日期和时间进行处理的类：datetime、date、time 和 timedelta。

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

• 用datetime.now输出当前时间

import datetime
print(datetime.datetime.now())

# 2020-08-07 23:21:51.853910

• datetime.timestamp() 获取以 1970年1月1日为起点记录的秒数。

import datetime
now=datetime.datetime.now()
print(datetime.datetime.timestamp(now))

# 1596814011.068286

• datetime.fromtimestamp(tz=None) 给一个从1970到你想要时间的秒数，得到一个具体时间点

import datetime
time2=datetime.datetime.fromtimestamp(1096814001.068286)
print(time2)

# 2004-10-03 22:33:21.068286

创建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)) # 

dt = datetime.datetime.now()
print(dt)  # 2020-06-25 11:11:03.877853
print(type(dt))  # 

格式化datetime对象

• 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

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

拆分处datetime类型中的每一个数据

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()))  # 
print(dt.time())  # 11:51:49
print(type(dt.time()))  # 
print(dt.year)  # 2020
print(dt.month)  # 6
print(dt.day)  # 25
print(dt.hour)  # 11
print(dt.minute)  # 51
print(dt.second)  # 49
print(dt.isoweekday())  # 4

将包含时间的字符串转化为datetime类型数据

• 得使用到 dateutil 中的 parser 模块，举个例子

parser.parse(timestr, parserinfo=None, **kwargs)

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))  # 

date类

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

获取当前日期时间

import datetime

d = datetime.date(2020, 6, 25)
print(d)  # 2020-06-25
print(type(d))  # 

d = datetime.date.today()
print(d)  # 2020-06-25
print(type(d))  # 

-【练习题】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

time类

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

time类的使用

import datetime

t = datetime.time(12, 9, 23, 12980)
print(t)  # 12:09:23.012980
print(type(t))  # 

• 【练习题】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

timedelta类

• timedelta 表示具体时间实力中的一段时间。可以简单的认为是两个日期或者时间之间的间隔。通常被用来从datetime对象中添加或者一处一段特定的时间

class timedelta(SupportsAbs[timedelta]):
    def __init__(self, days, seconds, microseconds, milliseconds, minutes, hours, weeks,):
        pass
    def days(self):
        pass
    def total_seconds(self):
        pass

• 使用方式自行理解

import datetime

td = datetime.timedelta(days=30)
print(td)  # 30 days, 0:00:00
print(type(td))  # <class 'datetime.timedelta'>
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))  # <class 'datetime.timedelta'>

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))  # <class 'datetime.timedelta'>

• 本质上就是把时间差座位一个新的类型来看待了；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。
• 【练习题】
  1，距离你出生那天过去多少天了？
  2，距离你今年的下一个生日还有多少天？
  3，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