Python的标准库

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模块

• 模块实际上就是将各个代码分类,达到复用的目的. 在当前类中调用代码时,__name__会被设定为__main__,但是如果在其他类中引用了当前类并调用时,当前类的__name__会被设定为类名.简单来说,只有当前类的name会被定义为__main__.

# helloworld.py
def helloworld():
    print('hello world')

$ testhelloworld.py
import helloworld
helloworld.helloworld()

• 目录的列表可以在sys模块中的path变量中找到: 通常来说,只要将模块放入site-packages之中,所有的程序就都能将其导入.

import sys, pprint #pprint提供更加智能的打印输出
pprint.pprint(sys.path) # Documents/Github/ThinkinginPython/venv/lib/python3.6/site-packages

• 为了组织好模块,你可以将它们分组为包(package).包基本就是另外一类模块,不同的地方就是它们能够包含其他模块.为了让Python能够识别包,包必须包含一个命名为__init__.py的文件(模块).

import drawing #引drawing包,这时只有__init__模块中的内容是可用的,shapes & colors不可用
import drawing.colors # colors模块可用,但是必须通过全名drawing.colors使用
from drawing import shapes # shapes模块可用,并且可以通过短名shapes进行调用

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探究模块

• dir()可以查看模块中包含的内容, 显示所有特性.

import copy
print(dir(copy)) #输出全部特性
print(copy.__all__) #输出module的全部public interface
#如果没有设置__all__,用import *语句默认将会导入模块中所有不以下划线开头的全局名称

• help()可以获取函数的帮助.

print(help(copy)) #输出函数基本帮助
print(range.__doc__) #输出函数文档,如果有字符串定义在函数或者类开头的话

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标准库

• sys module可以让你能够访问与Python解释器联系紧密的变量和函数. 在Windows中,由os.system或者os.startfile启动了外部程序,Python程序仍然继续运行.但在Unix中,程序则会中止,等待os.system命令完成.

import sys
print(sys.argv) #命令行参数,包括脚本名称
print(sys.modules) #映射模块名字到载入模块的字典
print(sys.path) #查找模块所在的目录的目录名列表
print(sys.platform) #平台标识符 - 操作系统或虚拟机
print(sys.stdin) #标准输入流
print(sys.stdout) #标准输出流
print(sys.stderr) #标准错误流
sys.exit(0) #退出当前程序

• os module提供了访问多个操作系统服务的功能.

import os
print(os.environ) #对环境变量进行映射
print(os.system('cd')) #在子shell中执行操作系统命令
print(os.sep) #路径中的分隔符
print(os.pathsep) #分隔路径中的分隔符
print(os.linesep) #行分隔符
print(os.urandom(5)) #返回n字节的加密强随机数据

import webbrowser
webbrowser.open('http://www.google.com')

• fileinput module可以让你能够轻松遍历文本文件的所有行. fileinput.input是其中最重要的函数, 它能够返回用于for循环遍历的对象(迭代器). 如果不想使用默认行为(fileinput查找需要循环遍历的文件),那么可以给函数提供(序列形式的)一个或多个文件名. 同时,还可以使用inplace参数将函数进行原地处理 - 对于要访问的每一行,需要打印出替代的内容,以返回到当前的输入文件中.

import fileinput
print(fileinput.input()) #遍历多个输入流的行
print(fileinput.filename()) #当前文件名
print(fileinput.lineno()) #当前累计行数 - 更换文件时并不会清除数量
print(fileinput.filelineno()) #当前文件总行数 
print(fileinput.isfirstline()) #是否为文件内的第一行
print(fileinput.isstdin()) #检查最后一行是否来自sys.stdin
print(fileinput.nextfile()) #关闭当前文件,移动到下一个
print(fileinput.close()) #关闭文件

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Set & Heap & Queue

• Set是由序列或者其他可迭代对象构建的. set('只接受可迭代对象或者序列').

a = frozenset([5,6,7,8]) #使用frozenset()可以将集合变为不可变对象 - 可做dict中的key.

• Heap在Python中可以看成是优先队列的一种. 使用优先队列能够以任意的顺序增加对象,并且能在任何时间找到最小的元素 - 比列表的min方法有效率.

from heapq import *
from random import shuffle

'''
heappush(heap,x) 将x入堆
heappop(heap) 将堆中最小的元素弹出
heapify(heap) 将heap中的属性强制应用到任意一个列表
heapreplace(heap,x) 将堆中最小的元素弹出,同时将x入堆
nlargest(n, iter) 返回iter中第n大的元素  - 比排序方法更有效率
nsmallest(n, iter) 返回iter中第n小的元素 - 比排序方法更有效率
'''
data = list(range(10))
shuffle(data)

heap = []
for i in data:
    heappush(heap, i)
print(heap)
heapreplace(heap, 0.2)
print(heap)

• Deque(double - ended queue),双端队列. 顾名思义,可以在队列两端加入值或者弹出值. 通常appendleft指在队列左边加入值,append为队列右边入值. 同样,pop默认为队列右边末尾的值,而popleft则为队列第一个值. 双端队列还有一个方法为rotate(int) - 能够使队列中的item进行左移或者右移. 注意, extendleft使用的可迭代对象中的元素将会反序出现在双端队列中.

from collections import deque
q = deque(range(5))
print(q) # deque([0, 1, 2, 3, 4])
temp = list(range(5))
q.extendleft(temp)
print(q) # deque([4, 3, 2, 1, 0, 0, 1, 2, 3, 4])

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Time

• Python可以用元组表示时间. 例如(2008, 1, 21, 12, 2, 56, 0, 21, 0)表示为2008年1月21日12时2分56秒，星期一，并且是当年的第21天(无夏令时).

  1. 第7个索引表示儒历日 - 通常为当年的第多少天 范围1-366.
  2. 第8个索引表示夏令时 - 值为1, 0和-1.

import time
t = (2008, 1, 21, 12, 2, 56, 0, 21, 0)
print(time.asctime(t)) #将时间元组转化为字符串
print(time.localtime(time.time())) #将秒数转换为日期元组,以本地时间为准
print(time.mktime(t)) #将时间元组转化为本地时间
print(time.sleep(1)) #休眠secs秒
print(time.strptime('Mon Jan 21 12:02:56 2008')) #将字符串解析为时间元组
print(time.time()) #当前时间 

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Random

• random模块用来产生随机数,同Java一样,该模块生成的实际上都是伪随机数.若想使用真的随机,应该使用os module的urandom()或者random module内的SystemRandom类,可以让结果接近真正随机.

import random
print(random.random()) #返回0-1(包括1)直接的随机数
print(random.getrandbits(233)) #以长整型形式返回n个随机位 - 处理真正的随机事物,比如加密
print(random.uniform(0,100)) #返回随机实数n,其中 a < n <= b
print(random.randrange(0, 10, 2)) #返回随机整数,最后一个参数为step,可以用来控制获得奇数或偶数
print(random.choice([1,2,5,6])) #从一个序列中返回随机元素
a = [1,2,5,6]
random.shuffle(a) #对于给定的一个序列进行原地shuffle,返回none
print(a)
print(random.sample(a, 2)) #从给定的序列中随机返回n个元素

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Shelve

• Shelve为Python提供了一个简单的存储方案,调用open()方法是会获得一个shelf对象,操作该对象的方法可以参考普通的dict,只不过dict的键为string.保存的时候调用close()方法即可. open()方法中的writeback参数设为true时,数据变化将会发生回写, 同时读取或赋值到shelf的数据结构都会保存在缓存中.只不过这样操作会比较占用内存.

import shelve
s = shelve.open('a file path')
s.get('a').append('d')
s.get('a') #d并没有加进去因为该值并没有保存
#当在shelve对象中进行查找时,这个对象都会根据已经存储的版本进行重新构建. 若想改变值请使用赋值操作.

a = shelve.open('a file path', True)
a.get('a').append('d') #writeback为True,当数据发生变化时会发生回写
a.close()

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正则表达式

• 通配符(wildcard),‘.’.

• 转义(escape), '\' 或使用原始字符串r''.

• 字符集(character set), '[a-zA-z]'. 反转字符集,在开头使用^, '[^abc]'.

• 管道符号(|)也可以称作subparttern,使用方法类似或, 'python|perl'.

• (pattern)?可以出现一次或不出现, (pattern)*可以出现0次或多次, (pattern)+可以出现一次或多次, (pattern){m,n}可以出现m-n次.

• 如果不是字符集的话,正常的正则表达式以^开头,以$结尾. 在使用match函数时,如果要对整个字符串进行匹配,一定要在正则表达式中以$结尾,该种方法将会将匹配顺延至字符串末尾.

• re.escape()函数可以将字符串中所有可能被解释为正则运算符的字符进行转义.

from re import *
print(escape('www.string.text.com'))
#www\.string\.text\.com