PYTHON程序設計 課件 【ch06】常用的標準庫

常用的標準庫“計算機類精品系列教材Python程序設計第六章01庫的導入一、庫的導入01improt語句當需要在程序中使用標準庫或第三方庫時，需要使用import語句將標準庫或第三方庫導入到當前程序中。語法結(jié)構(gòu)如下:import模塊1,模塊2,…通過上述語法結(jié)構(gòu)可以導入指定模塊中的所有成員(包含變量、函數(shù)、類等)。使用時通過點運算符調(diào)用即可。模塊1.對應成員例如：一、庫的導入01improt語句當模塊名稱的字符較多時，為了使輸入更加簡潔，可以給導入的模塊起個別名。語法結(jié)構(gòu)如下:一、庫的導入02form···improt語句如果只想要導入模塊中的指定成員，而不是全部成員，那么可以使用from…import語句。語法結(jié)構(gòu)如下:from

模塊

import

成員名1

[as

別名1],成員名2

[as

別名2]例如：一、庫的導入02form···improt語句在程序中使用該成員時，不再使用點運算符調(diào)用該成員，而是直接使用成員名(或別名)。需要注意的是，當從不同的模塊中導入相同的成員名時，會出現(xiàn)潛在風險，因為無法在調(diào)用時區(qū)別使用的是哪一個模塊的成員，如兩個模塊module1和module2分別存在相同的函數(shù)名稱foo()。因此，需要使用別名將兩個相同的成員名進行區(qū)分。02math庫二、math庫math庫實現(xiàn)了對浮點數(shù)常用的數(shù)學運算操作，這些操作一般是對平臺C標準庫中同名函數(shù)的簡單封裝。這些函數(shù)并不適用于復數(shù)運算操作，對于科學領(lǐng)域會用到的復數(shù)運算操作，另有cmath模塊提供相應的函數(shù)。想要在程序中使用math模塊，需要先導入math庫。importmath每個函數(shù)對應的具體操作和返回值均可在Python官方文檔中查看,這里著重介紹常用的幾個函數(shù)的功能（x和y為浮點數(shù)，n為整數(shù))，如表6-1所示。03random庫三、random庫01random()函數(shù)random()函數(shù)返回一個范圍在[0.0,1.0)的隨機浮點數(shù)。三、random庫02seed()函數(shù)使用random庫中的函數(shù)生成的隨機數(shù)被稱為偽隨機數(shù)，因為返回的隨機數(shù)字是由一個穩(wěn)定的算法得出的一個穩(wěn)定的結(jié)果序列，而不是真正意義上的隨機序列。seed()函數(shù)就是用來確定這個算法開始計算的第一個值，因此只要seed(a=None)中參數(shù)a固定不變，那么后續(xù)所有的隨機結(jié)果和顯示順序也都會完全一致。seed(a=None)用來初始化隨機數(shù)生成器。當參數(shù)a未被指定時，或者未顯示調(diào)用seed()函數(shù)時,隨機數(shù)生成器默認使用當前系統(tǒng)時間來初始化?！袷褂胹eed(a=12345678)來初始化?！袷褂胹eed(a=None)來初始化。注意：在需要復現(xiàn)當前隨機過程的使用環(huán)境中，seed()函數(shù)的設置尤為重要。三、random庫03嵌套常用的隨機函數(shù)randint(a,b)：生成一個[a,b]之間的隨機整數(shù)。randrange(start,stop[,step])：生成一個[start，stop)之間，以step為步長的隨機整數(shù)。getrandbits(k)：生成一個k位二進制數(shù)，且每一位二進制數(shù)都是隨機的，在硬件允許的情況下，能夠處理任意大的數(shù)值。uniform(a,b)：生成一個在[a,b]之間的隨機浮點數(shù)。choice(seq)：從非空序列中隨機返回一個數(shù)據(jù)。seq可以為列表、元組和字符串。shuffle(list)：將列表進行隨機排序。sample(seq,k)：從序列seq中進行無放回的隨機抽樣，返回一個長度為k的列表。04dateime庫四、dateime庫01date類date類的定義：date(year,month,day)，返回指定年月日的日期。例如，以2022年1月1日為例，定義一個date對象，以不同的格式輸出。四、dateime庫01date類date.strftime(format)可以按照給定格式進行格式化，其中的格式化符號如表6-2所示。例如：四、dateime庫01date類四、dateime庫02time類time類的定義：time(hour,minute,second,microsecond,tzoninfo)，返回指定時分秒的時間。以12:00:00為例，定義一個time類。四、dateime庫03datetime類datetime類的定義:time(year,month,day[,hour[,minute[,second[,microsecond,tzinfo]]]]])，返回指定年月日時分秒的日期時間。以2022-1-112:00:00為例，定義一個datetime類。四、dateime庫02timedate類timedelta類用于計算兩個日期之間的差值。timedelta類定義：datedelta(days=0,seconds=0,microseconds=0,milliseconds=0,minutes=0,hours=0,weeks=0),例如，計算2021年12月10日到2022年1月1日的天數(shù)差值、秒數(shù)差值等。05os庫五、os庫01os庫的常用功能0102用于返回當前Python運行所在的環(huán)境，目前有效的名稱有posix、nt、Java。其中posix是Linux和MacOS環(huán)境下的返回值；nt是Windows環(huán)境下的返回值；Java是Java虛擬機環(huán)境下的返回值。注意：對于不同的運行環(huán)境，os庫的操作的可用性是不同的，在使用os庫時一定要了解當前的運行環(huán)境。也可以在sys模塊的sys.platform屬性中查看更詳細的信息。os.environos.environ用于返回系統(tǒng)中對應環(huán)境變量名的值。例如，當鍵為"HOMEPATH"(Windows環(huán)境下)，"HOME"(Linux環(huán)境下）的項，對應的值為用戶主目錄的路徑。五、os庫01os庫的常用功能0304os.walk(top,topdown=True,onerror=None,followlinks=False)top為一個文件目錄的路徑，該函數(shù)以top為根節(jié)點，從上往下按一定次序遍歷top中的所有目錄和文件，對每一個目錄生成一個三元組(dirpath,dirnames,filenames)，并返回一個以三元組為元素的列表。其中dirpath是對應目錄的絕對路徑，dirnames是由dirpath目錄下的子目錄名組成的列表，filenames是由dirpath目錄下的所有非目錄的文件名組成的列表。os.listdir(path='.')os.listdir(path='.')用于返回由path目錄下的全部子文件夾名和文件名組成的列表，默認參數(shù)為'.'，即當前路徑。通常應用在需要遍歷某個文件夾中的文件的場景。注意：listdir()只返回當前目錄下的內(nèi)容，不會主動遍歷子文件夾中的內(nèi)容。五、os庫01os庫的常用功能0506os.mkdir(path,mode=511,*,dir_fd=None)新建一個path文件夾，需要保證path文件夾不存在，只能在已有的文件夾下新建一級文件夾。如果想要新建多級路徑則需要使用os.makedirs(name,mode=511，exist_ok-False)，此時會自動創(chuàng)建多層文件夾。文件或文件夾的刪除os.remove(path)：用于刪除指定文件，需要保證文件存在。os.rmdir(path)：用于刪除指定文件夾，只能刪除一級空文件夾。os.removedirs(name)：用于刪除多級空文件夾，直到遇到非空目錄停止。五、os庫01os庫的常用功能0708os.rename(src,dst)os.rename(src,dst)用于將文件或文件夾重命名，即將src指定的文件或文件夾重命名為dst指定的文件或文件夾。需要保證src和dst的中間路徑存在。os.renames(old,new)可以自動創(chuàng)建缺失的中間路徑文件夾。os.getcwd()os.getcwd()用于返回當前工作路徑。在程序運行的過程中，無論物理上程序在實際存儲空間的什么地方，當前工作路徑都可以認為是程序的所在路徑；與之相關(guān)的相對路徑和同目錄下模塊導入等操作均以當前工作路徑為準。在交互式環(huán)境中，返回的是交互終端打開的位置；而在Python文件中，默認返回的是Python源代碼文件所在的文件夾。五、os庫02os.path模塊1.路徑格式操作①os.path.join()os.path.join()將多個傳入路徑組合為一個路徑。如果傳入路徑中存在一個絕對路徑格式的字符串，且這個字符串不是函數(shù)的第一個參數(shù)，則該參數(shù)之前的所有參數(shù)都會被丟棄，余下的參數(shù)再進行組合。只有最后一個絕對路徑及其之后的參數(shù)才會體現(xiàn)在返回結(jié)果中。②os.path.abspath(path)os.path.abspath(path)將傳入路徑轉(zhuǎn)換為絕對路徑，并返回一個相應的絕對路徑格式的字符串。當傳入路徑符合絕對路徑格式時，該函數(shù)僅僅將路徑分隔符替換為適應當前系統(tǒng)的字符，不做其他任何操作，并將結(jié)果返回；當傳入路徑為相對路徑不符合格式時，該函數(shù)會自動獲取該相對路徑的絕對路徑地址字符串。五、os庫02os.path模塊③os.path.split(path)。os.path.split(path)將傳入路徑以最后一個分隔符為界，分成兩個字符串，并打包成元組的形式返回。os.path.dirname(path)和os.path.basename(path)的返回值分別是os.path.split()的返回值的第一個、第二個元素。找到5.txt所在的文件夾的路徑和文件夾名稱:五、os庫02os.path模塊2.路徑判斷操作①os.path.exists(path)：判斷路徑所指向的文件或文件夾是否存在。若存在則返回True,若不存在則返回False。②os.path.i