Python常用的内置模块
目录
数学计算模块——math
日期时间模块——datetime
datetime类
date类
time类
计算时间跨度类——timedelta
将日期时间与字符串相互转换
正则表达式模块——re
字符串匹配
字符串查找
字符串替换
字符串分割
在真正做项目时，我们会使用别人已经开发好的模块，这样就不必从零开发项目了，还可以加快开发速度。这些模块可能是Python官方提供的，也可能是第三方开发的。Python官方提供的模块，就叫作“内置模块”。
数学计算模块——math
在math模块中包含数学运算相关的函数等，例如指数、对数、平方根和三角函数等。
这里介绍math模块中的一些常用函数，如下表所示。
>>>import math # 引入math模块
>>>math.ceil(2.4)
3
>>>math.floor(2.4)
2
>>>math.ceil(-2.4)
-2
>>>math.floor(-2.4)
-3
>>>math.pow(5,3)
125.0
>>>math.sqrt(3.6)
1.8973665961010275
>>>math.log(125,5)
3.00000000000004
>>>math.degree(0.5*math.pi)
90.0
>>>math.radians(180/math.pi)
1.0
>>>math.sin(3.0)
0.29552020666133955日期时间模块——datetime
Python官方提供的日期和时间模块主要是datetime模块。在datetime 模块中提供了以下几个类。 datetime：包含时间和日期。 date：只包含日期。 time：只包含时间。 timedelta：计算时间跨度。 tzinfo：时区信息。
datetime类
datetime类表示日期和时间等信息，我们可以使用如下构造方法创建datetime对象：
datatime.datetime(year,month,day,hour=0,minute=0,second=0,microsecond=0,tzinfo=None)对这些参数的说明如下表所示。
>>>import datetime
>>>d=datetime.datetime(2020,2,30) # 指定的day参数产出范围，会发生ValueError异常
>>>d=datetime.datetime(2020,1,29)
>>>d
datetime.datetime(2020,1,29,0,0)
>>>d=datetime.datetime(2020,1,29,23,56,59,10000)
>>>d
datetime.datetime(2020,1,29,23,56,59,10000)
datetime类的常用方法如下。
datetime.today（）：返回当前的本地日期和时间。
datetime.now（tz=None）：返回指定时区的当前日期和时间，参数tz用于设置时区，如果参数tz为None或省略，则等同于today（）。
datetime.fromtimestamp（timestamp，tz=None）：返回与UNIX时间戳对应的本地日期和时间。UNIX时间戳是从1970年1月1日00：00：00 开始到现在为止的总秒数。
>>>import datetime
>>>datetime.datetime.today()
datetime.datetime(2024,2,8,10,4,3,158533)
>>>datetime.datetime.now()
datetime.datetime(2024,2,8,10,4,13,828863)
>>>datetime.datetime.fromtimestamp(999999999.999) # 在Python中，时间戳的单位是秒
datetime.datetime(2001,9,9,9,46,39,999000)date类
date类表示日期信息，我们可以使用如下构造方法创建date对象：
datetime.date(year,month,day)这些参数的含义和取值范围与datetime类一样。
date类的常用方法如下。
date.today（）：返回当前的本地日期。
date.fromtimestamp（timestamp）：返回与UNIX时间戳对应的本地日期。
>>>import datetime
>>>d=datetime.date(2020,2,30) # 若指定的day参数超出范围，则会发生ValueError异常
>>>d=datetime.date(2020,1,19)
datetime.date(2020,1,19)
>>>datetime.date.fromtimestamp(999999999.999)
datetime.date(2001,9,9)time类
time类表示一天中的时间信息，我们可以使用如下构造方法创建time对象：
datetime.time(hour=0,minute=0,second=0,microsecond=0,tzinfo=None)这些参数的含义和取值范围与datetime类一样。
>>>import datetime
>>>datetime.time(24,59,58,1999) # 指定的hour取值超出范围
>>>datetime.time(23,59,58,1999)
datetime.time(23,59,58,1999)计算时间跨度类——timedelta
timedelta类用于计算datetime、date和time对象的时间间隔。timedelta类的构造方法如下：
datetime.timedelta(days=0,seconds=0,microseconds=0,milliseconds=0,minutes=0,hours=0,weeks=0)其中的所有参数都可以为整数或浮点数，也可以为正数或负数，如下表所示。
>>>import datetime
>>>d=datetime.date.today()
>>>d
datetime.date(2020,1,19)
>>>delta=datetime.timedelta(10)
>>>d+=delta
>>>d
datetime.date(2020,1,29)
>>>d=datetime.date(2020,1,1)
>>>delta=datetime.timedelta(weeks=5)
>>>d-=delta
>>>d # 2020年1月1日前5周的日期
datetime.date(2019,11,27)timedelta可以表示正数或负数时间的间隔，如下代码是等效的。
delta=datetime.timedelta(weeks=5)
d-=delta
delta=datetime.timedelta(weeks=-5)
d+=delta将日期时间与字符串相互转换
我们经常会遇到将日期时间与字符串相互转换的情况。
（1）将日期时间对象转换为字符串时，称之为日期时间格式化。在Python中使用strftime（）方法进行日期时间的格式化，在datetime、date 和time三个类中都有一个实例方法strftime（format）。 （2）将字符串转换为日期时间对象的过程，叫作日期时间解析。在Python中使用datetime.strptime（date_string，format）类方法进行日期时间解析。
在strftime（）和strptime（）方法中都有一个格式化参数format，用来控制日期时间的格式，常用的日期和时间格式控制符如下表所示。
>>>import datetime
>>>d=datetime.datetime.today()
>>d.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')
'2020-01-19 17:07:13'
>>>d.strftime('%Y-%m-%d')
'2020-01-19'
>>>str_date='2020-02-29 10:40:26'
>>>date=datetime.datetime.strptime(str_date,'%Y-%m-%d %H:%M:%S')
>>>date
datetime.datetime(2020,2,29,10,40,26)注意：在将一个字符串解析为日期时间对象时，需要注意：提供的字符串应该可以表示成一个有效的日期时间字符串，否则会发生ValueError异常。即要是合理的日期时间范围，并且按照上面格式化的格式进行书写。
正则表达式模块——re
正则表达式指预先定义好一个“字符串模板”，通过这个“字符串模板”可以匹配、查找和替换那些匹配“字符串模板”的字符串。
正则表达式实现的字符串操作效率更高、功能更强大。正则表达式的难点是编写字符串模板，即正则表达式。几乎所有编程语言的正则表达式都是通用的。
字符串匹配
字符串匹配指验证一个字符串是否符合指定的“字符串模板”，常用于用户输入验证。例如，用户在注册时要输入邮箱，所以需要验证邮箱是否有效，这就要用到字符串匹配验证。
我们使用match（p，text）函数进行字符串匹配，其中的参数p是正则表达式，即字符串模板，text是要验证的字符串。如果匹配成功，则返回一个Match对象（匹配对象），否则返回None。
>>>import re # 导入re模块
>>>p=r'\w+@zhijieketang\.com' # 验证邮箱的正则表达式
>>>email1='[email protected]' # 要验证的邮箱字符串
>>>m=re.match(p,email1) # 返回非空的Match对象，说明匹配成功
>>>type(m)
>>>m
# 输出Match对象，spam指字符串跨度，(0,29)表示找到的字符串位置，0指开始位置索引，29指结束位置索引
>>>email2='[email protected]'
>>>m=re.match(p,email2)
>>>m
None # 返回None表示匹配失败 正则表达式本身有很多斜杠(\)等特殊字符，如果采用普通字符串表示，则需要将特殊字符进行转义，所以普通字符串的表示是'\\w+@zhijieketang\\.com'，写起来很麻烦，推荐使用原始字符串表示正则表达式。
字符串查找
字符串查找指从一个字符串中查找匹配正则表达式的子字符串，常用于数据分析、网络爬虫等数据处理中。
常用的字符串查找函数如下。
search（p，text）：在text字符串中查找匹配的内容，如果找到，则返回第1个匹配的Match对象，否则返回None。p是正则表达式。
findall（p，text）：在text字符串中查找所有匹配的内容，如果找到 ，则返回所有匹配的字符串列表；如果一个都没有匹配，则返回None。 p是正则表达式。
>>>import re
>>>p=r'\w+@zhijieketang\.com'
>>>text="Tony's email is [email protected]." # 表示要查找的字符串
>>>m=re.search(p,text) # 查找成功，返回Match对象
>>>m
>>>text="Tony's email is [email protected]."
>>>m=re.search(p,text)
>>>m
None
>>>p=r'Java|java|JAVA' # 验证java单词的正则表达式，正则表达式中的竖线|表示或关系
>>>text='I like Java and java and JAVA.'
>>>match_list=re.findall(p,text) # 返回匹配的字符串列表
>>>match_list
['Java','java','JAVA'] 字符串替换
正则表达式的字符串替换函数是sub（），该函数替换匹配的子字符串，返回值是替换之后的字符串，其语法格式如下：
re.sub(pattern,repl,string,count=0)其中，参数pattern是正则表达式；参数repl是用于替换的新字符串 ；参数string是即将被替换的旧字符串；参数count是要替换的最大数量 ，默认值为零，表示不限制替换数量。
>>>import re
>>>p=r'\d+' # 匹配数字（出现一次或多次）正则表达式
>>>text='AB12CD34EF'
>>>replace_text=re.sub(p,' ',text)
>>>replace_text
'AB CD EF'
>>>replace_text=re.sub(p,' ',text,count=1)
>>>replace_text
'AB CD34EF'字符串分割
在Python中使用re模块中的split（）函数进行字符串分割，该函数按照匹配的子字符串进行字符串分割，返回字符串列表对象，其语法格式如下：
re.split(pattern,string,maxsplit=0)其中，参数pattern是正则表达式；参数string是要分割的字符串；参数maxsplit是最大分割次数；maxsplit的默认值为零，表示分割次数没有限制。
>>>import re
>>>p=r'\d+'
>>>text='AB12CD34EF'
'AB CD EF'
>>>clist=re.split(p,text)
>>>clist
['AB','CD','EF']
>>>clist=re.split(p,text,maxsplit=1)
>>>clist
['AB','CD34EF']