《Python程序設(shè)計(jì)與案例教程》課件chap12Python標(biāo)準(zhǔn)庫

Python程序設(shè)計(jì)與案例教程第12章Python標(biāo)準(zhǔn)庫12.1random庫

隨機(jī)數(shù):在某次產(chǎn)生過程中是按照實(shí)驗(yàn)過程中表現(xiàn)的分布概率隨機(jī)產(chǎn)生的，其結(jié)果是不可預(yù)測(cè)、不可見的計(jì)算機(jī)的偽隨機(jī)數(shù)是由隨機(jī)種子根據(jù)一定的計(jì)算方法計(jì)算出來的數(shù)值importrandomrandom庫——random的基本方法方法含義seed(a)初始化偽隨機(jī)數(shù)生成器getstate()返回一個(gè)當(dāng)前生成器的內(nèi)部狀態(tài)的對(duì)象setstate(state)傳入一個(gè)先前利用getstate方法獲得的狀態(tài)對(duì)象，使得生成器恢復(fù)到這個(gè)狀態(tài)getrandbits(k)返回一個(gè)不大于K位的Python整數(shù)（十進(jìn)制），比如k=10，則結(jié)果在0~2^10之間的整數(shù)random庫——針對(duì)整數(shù)的方法方法含義randint(a,b)返回一個(gè)a<=N<=b的隨機(jī)整數(shù)randrange([start,]stop[,step])從指定范圍start~stop內(nèi)，按指定步長(zhǎng)step遞增的集合中，獲取一個(gè)隨機(jī)整數(shù)random庫——針對(duì)序列類結(jié)構(gòu)的方法方法含義choice(seq)從非空序列seq中隨機(jī)選取一個(gè)元素。如果seq為空則彈出IndexError異常choices(population,weights=None,*,cum_weights=None,k=1)Python3.6版本新增。從population集群中隨機(jī)抽取K個(gè)元素。weights是相對(duì)權(quán)重列表，cum_weights是累計(jì)權(quán)重，兩個(gè)參數(shù)不能同時(shí)存在shuffle(x[,random])隨機(jī)打亂序列x內(nèi)元素的排列順序，只能針對(duì)可變的序列sample(population,k)從population樣本或集合中隨機(jī)抽取K個(gè)不重復(fù)的元素形成新的序列。常用于不重復(fù)的隨機(jī)抽樣，返回的是一個(gè)新的序列，不會(huì)破壞原有序列。從一個(gè)整數(shù)區(qū)間隨機(jī)抽取一定數(shù)量的整數(shù)。如果k大于population的長(zhǎng)度，則彈出ValueError異常random庫——真值分布方法含義random()返回一個(gè)介于左閉右開[0.0,1.0)區(qū)間的浮點(diǎn)數(shù)uniform(a,b)返回一個(gè)介于a和b之間的浮點(diǎn)數(shù)。如果a>b,則是b到a之間的浮點(diǎn)數(shù)。這里的a和b都有可能出現(xiàn)在結(jié)果中triangular(low,high,mode)返回一個(gè)low<=N<=high的三角形分布的隨機(jī)數(shù)。參數(shù)mode指明眾數(shù)出現(xiàn)位置betavariate(alpha,beta)β分布。返回的結(jié)果在0~1之間expovariate(lambd)指數(shù)分布gammavariate(alpha,beta)伽馬分布gauss(mu,sigma)高斯分布normalvariate(mu,sigma)正態(tài)分布random庫常用方法——random()(1)random()功能：返回一個(gè)介于左閉右開[0.0,1.0)區(qū)間的浮點(diǎn)數(shù)>>>importrandom>>>random.random()0.8050901378898727注意：該語句每次運(yùn)行的結(jié)果不同，但都介于0~1之間。random庫常用方法——seed()(2)seed(a)功能：初始化偽隨機(jī)數(shù)生成器，給隨機(jī)數(shù)對(duì)象一個(gè)種子值，用于產(chǎn)生隨機(jī)序列。例1：隨機(jī)數(shù)應(yīng)用舉例1fromnumpyimport*2num=03while(num<5):4 random.seed(5)5 print(random.random())6 num+=11importpickle2i=123453f=2017.20174b=False5fp=open("e:\\string2.txt","wb")6pickle.dump(i,fp)7pickle.dump(f,fp)8pickle.dump(b,fp)9fp.close()例2：修改例1，seed()只執(zhí)行一次。random庫常用方法——seed()random庫常用方法——randint()(3)randint(a,b)功能：返回一個(gè)a<=N<=b的隨機(jī)整數(shù)N>>>importrandom>>>random.randint(3,10)4>>>random.randint(3,10)7random庫常用方法——randrange()(4)randrange([start,]stop[,step])功能：從指定范圍start~stop內(nèi)，按指定步長(zhǎng)step遞增的集合中，獲取一個(gè)隨機(jī)整數(shù)>>>importrandom>>>random.randrange(1,10,2)3>>>random.randrange(1,10,2)9random庫常用方法——choice()(5)choice(seq)功能：從非空序列seq中隨機(jī)選取一個(gè)元素>>>importrandom>>>random.choice([1,2,3,5,9])5>>>random.choice('AString')Arandom庫常用方法——shuffle()(6)shuffle(x[,random])功能：隨機(jī)打亂序列x內(nèi)元素的排列順序，返回隨機(jī)排序后的序列使用shuffle()方法實(shí)現(xiàn)模擬洗牌程序。1importrandom2list=[20,16,10,5]3random.shuffle(list)4print("隨機(jī)排序列表：",list)5random.shuffle(list)6print("隨機(jī)排序列表：",list)random庫常用方法——sample()(7)sample(population,k)功能：從population樣本或集合中隨機(jī)抽取K個(gè)不重復(fù)的元素形成新的序列>>>random.sample([10,20,30,40,50],k=4)[30,40,50,20]>>>random.sample([10,20,30,40,50],k=4)[20,50,10,40]>>>random.sample([10,20,30,40,50],k=4)[20,40,30,50]random庫常用方法——uniform()(8)uniform(a,b)功能：返回一個(gè)介于a和b之間的浮點(diǎn)數(shù)>>>importrandom>>>random.uniform(10,20)13.516894180425453random庫應(yīng)用舉例1fromrandomimport*2n=int(input("請(qǐng)輸入n的值（1~10）："))3m=int(input("請(qǐng)輸入m的值："))4count=15seed(m)6b=randint(1,10)7whileTrue:8 if(b==n):9 break10 count=count+111 b=randint(1,10)12print("{}timestogotit".format(count))例3：用戶從鍵盤輸入兩個(gè)整數(shù)，第一個(gè)數(shù)是要猜的數(shù)n（n<10），第二個(gè)數(shù)作為隨機(jī)種子，隨機(jī)生成一個(gè)1~10的整數(shù)，如果該數(shù)不等于n，則再次生成隨機(jī)數(shù)，如此循環(huán)，直至猜中數(shù)n，輸出“Ntimestogotit”，其中N為猜測(cè)的次數(shù)。12.2time庫python中表示時(shí)間方法：時(shí)間戳，即從1975年1月1日00:00:00到現(xiàn)在的秒數(shù)格式化后的時(shí)間字符串時(shí)間struct_time元組時(shí)間struct_time元組中元素主要有：tm_year：年tm_mon：月tm_mday：日tm_hour：時(shí)tm_min：分tm_sec：秒tm_wday：星期幾，范圍是0~6，0表示周日tm_yday：一年中的第幾天，范圍是1~366tm_isdst：是否是夏令時(shí)時(shí)間獲取函數(shù)功能time.time()獲取當(dāng)前時(shí)間戳，1970紀(jì)元后經(jīng)過的浮點(diǎn)秒數(shù)time.ctime()獲取當(dāng)前時(shí)間，返回字符串time.gmtime()返回指定時(shí)間戳對(duì)應(yīng)的utc時(shí)間的struct_time對(duì)象格式time.localtime()返回以指定時(shí)間戳對(duì)應(yīng)的本地時(shí)間的struct_time對(duì)象time.mktime(t)返回用秒數(shù)來表示時(shí)間的浮點(diǎn)數(shù)時(shí)間獲取——time()（1）time()函數(shù)功能：獲取當(dāng)前時(shí)間戳，返回值為浮點(diǎn)數(shù)，表示從1970年1月1日0點(diǎn)0分開始，到當(dāng)前時(shí)間，一共經(jīng)歷了多少秒>>>importtime>>>time.time()1533554029.3566148時(shí)間獲取——ctime()（2）ctime()函數(shù)功能：獲取當(dāng)前時(shí)間，以字符串形式返回>>>importtime>>>time.ctime()'MonAug619:13:562018'>>>time.ctime(1533554029.3566148)'MonAug619:13:492018'時(shí)間獲取——gmtime()（3）gmtime()函數(shù)功能：返回指定時(shí)間戳對(duì)應(yīng)的utc時(shí)間的struct_time對(duì)象格式>>>importtime>>>time.gmtime()time.struct_time(tm_year=2018,tm_mon=10,tm_mday=6,tm_hour=11,tm_min=18,tm_sec=21,tm_wday=5,tm_yday=279,tm_isdst=0時(shí)間獲取——localtime()（4）localtime()函數(shù)功能：返回以指定時(shí)間戳對(duì)應(yīng)的本地時(shí)間的struct_time對(duì)象格式>>>importtime>>>time.localtime(1533554029.3566148)time.struct_time(tm_year=2018,tm_mon=8,tm_mday=6,tm_hour=19,tm_min=13,tm_sec=49,tm_wday=0,tm_yday=218,tm_isdst=0)時(shí)間獲取——mktime()（5）mktime(t)函數(shù)功能：返回用秒數(shù)來表示時(shí)間的浮點(diǎn)數(shù)>>>importtime>>>t=(2018,8,36,17,25,35,1,48,58)>>>time.mktime(t)1536139535.0時(shí)間格式化函數(shù)功能time.strftime(format[,t])將struct_time對(duì)象實(shí)例轉(zhuǎn)換成字符串time.strptime(str,tpl)將時(shí)間字符串轉(zhuǎn)換為struct_time時(shí)間對(duì)象time.asctime([t])將一個(gè)tuple或struct_time形式的時(shí)間轉(zhuǎn)換為一個(gè)24個(gè)字符的時(shí)間字符串時(shí)間格式化——strftime()（1）time.strftime(tpl,ts)功能：將struct_time對(duì)象實(shí)例轉(zhuǎn)換成字符串時(shí)間日期格式化控制符格式化字符串

日期/時(shí)間說明

取值范圍%Y四位數(shù)年份

0000~9999%y兩位數(shù)年份00~99%m月份

01~12%B月份名稱

January~December%b月份名稱縮寫

Jan~Dec%d日期

01~31%A星期

Monday~Sunday%a星期縮寫

Mon~Sun%H小時(shí)（24h制）

00~23%h小時(shí)（12h制）

01~12%p上/下午

AM,PM%M分鐘

00~59%S秒

00~59時(shí)間格式化——strftime()>>>importtime>>>time.strftime("%b%d%Y%H:%M:%S",time.gmtime())'Oct06201812:30:38'>>>time.strftime("%B%d%Y%p%h:%M:%S",time.gmtime())'October062018PMOct:33:52'時(shí)間格式化——strptime()（2）strptime(str,tpl)功能：將時(shí)間字符串轉(zhuǎn)換為struct_time時(shí)間對(duì)象>>>time.strptime("30Nov17","%d%b%y")time.struct_time(tm_year=2017,tm_mon=11,tm_mday=30,tm_hour=0,tm_min=0,tm_sec=0,tm_wday=3,tm_yday=334,tm_isdst=-1)>>>time.strptime("Oct06201812:30:38","%b%d%Y%H:%M:%S")time.struct_time(tm_year=2018,tm_mon=10,tm_mday=6,tm_hour=12,tm_min=30,tm_sec=38,tm_wday=5,tm_yday=279,tm_isdst=-1)時(shí)間格式化——asctime()（3）asctime([t])功能：將一個(gè)tuple或struct_time形式的時(shí)間（轉(zhuǎn)換為時(shí)間字符串>>>t=time.localtime()>>>time.asctime(t)'SatOct620:43:482018'程序計(jì)時(shí)函數(shù)功能time.sleep(s)暫停給定秒數(shù)后執(zhí)行程序time.perf_counter()返回計(jì)時(shí)器的精準(zhǔn)時(shí)間（系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間），單位為秒程序計(jì)時(shí)——sleep()（1）sleep(s)功能：暫停給定秒數(shù)后執(zhí)行程序>>>importtime>>>time.sleep(5)程序計(jì)時(shí)——perf_counter()（2）perf_counter()功能：返回CPU計(jì)時(shí)器的精準(zhǔn)時(shí)間（系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間），單位為秒>>>importtime>>>time.perf_counter()6486.087528257time庫應(yīng)用舉例1importtime23t=time.time()4print("nowtimeis:{}".format(t))5m=time.localtime(t)6print("nowtimeis:{}".format(m))7time.sleep(2)8t=time.time()9n=time.localtime(t)10print("nowtimeis:{}".format(n))例：獲取當(dāng)前時(shí)間，然后再格式化當(dāng)前時(shí)間輸出，暫停兩秒再獲取當(dāng)前時(shí)間，最后再格式化當(dāng)前時(shí)間輸出。設(shè)置畫布——screensize（1）screensize(canvwidth,canvheight,bg)canvwidth表示設(shè)置的畫布寬度（單位像素）canvheight表示設(shè)置的畫布高度（單位像素）bg表示設(shè)置的畫布背景顏色>>>turtle.screensize(800,600,"blue")>>>turtle.screensize()12.3turtle庫設(shè)置畫布——setup（2）setup(width,height,startx,starty)

width表示畫布寬度height表示畫布高度startx表示畫布左側(cè)與屏幕左側(cè)的像素距離starty表示畫布頂部與屏幕頂部的像素距離。>>>turtle.setup(width=0.6,height=0.6)>>>turtle.setup(width=800,height=800,startx=100,starty=100)畫筆及繪制函數(shù)控制小海龜繪圖有很多函數(shù)，這些函數(shù)可以劃分為4種： 畫筆運(yùn)動(dòng)函數(shù) 畫筆控制函數(shù) 全局控制函數(shù) 其他函數(shù)畫筆運(yùn)動(dòng)函數(shù)函數(shù)功能turtle.home()將turtle移動(dòng)到起點(diǎn)（0,0）和向東turtle.forward(distance)向當(dāng)前畫筆方向移動(dòng)distance像素長(zhǎng)turtle.backward(distance)向當(dāng)前畫筆相反方向移動(dòng)distance像素長(zhǎng)度turtle.right(degree)順時(shí)針移動(dòng)degreeturtle.left(degree)逆時(shí)針移動(dòng)degreeturtle.pendown()移動(dòng)時(shí)繪制圖形，缺省時(shí)也為繪制turtle.penup()移動(dòng)時(shí)不繪制圖形，提起筆，用于另起一個(gè)地方繪制時(shí)用turtle.goto(x,y)將畫筆移動(dòng)到坐標(biāo)為x,y的位置turtle.speed(speed)畫筆繪制的速度speed取值為[0,10]的整數(shù)，數(shù)字越大繪制速度越快turtle.setheading(angle)改變畫筆繪制方向turtle.circle(radius,extent,steps)繪制一個(gè)指定半徑、弧度范圍、階數(shù)(正多邊形)的弧形turtle.dot(diameter,color)繪制一個(gè)指定直徑和顏色的圓畫筆運(yùn)動(dòng)函數(shù)——setheading()（1）setheading(angle)功能：按照angle角度逆時(shí)針改變海龜?shù)男羞M(jìn)方向>>>turtle.setheading(30)畫筆運(yùn)動(dòng)函數(shù)——circle()（1）circle（radius,extent,steps）radius表示半徑

extent表示繪制弧形的角度

steps表示階數(shù)>>>turtle.circle(50)>>>turtle.circle(50,180)>>>turtle.circle(50,steps=4)畫筆控制函數(shù)函數(shù)功能turtle.pensize(width)設(shè)置繪制圖形時(shí)畫筆的寬度turtle.pencolor(color)設(shè)置畫筆顏色，color為顏色字符串或者RGB值turtle.fillcolor(colorstring)設(shè)置繪制圖形的填充顏色turtle.color(color1,color2)同時(shí)設(shè)置pencolor=color1,fillcolor=color2turtle.filling()返回當(dāng)前是否在填充狀態(tài)turtle.begin_fill()準(zhǔn)備開始填充圖形turtle.end_fill()填充完成turtle.hideturtle()隱藏畫筆的箭頭形狀turtle.showturtle()顯示畫筆的箭頭形狀畫筆控制函數(shù)——pencolor()pencolor()：返回當(dāng)前畫筆顏色pencolor(color)：參數(shù)color為顏色字符串或者RGB值>>>turtle.pencolor()'black'>>>turtle.pencolor("grey")>>>turtle.pencolor((255,0,0))全局控制函數(shù)函數(shù)功能turtle.clear()清空turtle窗口，但是turtle的位置和狀態(tài)不會(huì)改變turtle.reset()清空窗口，重置turtle狀態(tài)為起始狀turtle.undo()撤銷上一個(gè)turtle動(dòng)作turtle.isvisible()返回當(dāng)前turtle是否可見turtle.stamp()復(fù)制當(dāng)前圖形turtle.write(s,font)寫文本信息全局控制函數(shù)——write()write(s,font)：給畫布寫文本信息font基本形式為：font=("font-ame",font_size,"font_type