常见系统模块汇总 | 手把手教你入门Python之四十七

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本文来自于千锋教育在阿里云开发者社区学习中心上线课程《Python入门2020最新大课》，主讲人姜伟。

Python中的模块

在Python中有⼀个概念叫做模块（module）。

说的通俗点：模块就好⽐是⼯具包，要想使⽤这个⼯具包中的⼯具(就好⽐函数)，就需要导⼊这个模块

⽐如我们经常使⽤⼯具 random，就是⼀个模块。使⽤ import random 导⼊⼯具之后，就可以使⽤ random 的函数。

导⼊模块

导⼊模块有五种⽅式

• import 模块名
• from 模块名 import 功能名
• from 模块名 import *
• import 模块名 as 别名
• from 模块名 import 功能名 as 别名

import

在Python中⽤关键字 import 来引⼊某个模块，⽐如要引⼊系统模块 math，就可以在⽂件最开始的地⽅
⽤ import math 来引⼊。
语法：

import 模块1,模块2,... # 导⼊⽅式
模块名.函数名() # 使⽤模块⾥的函数

为什么必须加上模块名调⽤呢？
因为可能存在这样⼀种情况：在多个模块中含有相同名称的函数，此时如果只是通过函数名来调⽤，解释器⽆法知道到底要调⽤哪个函数。所以如果像上述这样引⼊模块的时候，调⽤函数必须加上模块名。

import math
#这样才能正确输出结果
print math.sqrt(2)
#这样会报错
print(sqrt(2))

from…import

有时候我们只需要⽤到模块中的某个函数，只需要引⼊该函数即可，此时可以⽤下⾯⽅法实现：

from 模块名 import 函数名1,函数名2....

不仅可以引⼊函数，还可以引⼊⼀些全局变量、类等

注意：

通过这种⽅式引⼊的时候，调⽤函数时只能给出函数名，不能给出模块名，但是当两个模块中含有相同名称函数的时候，后⾯⼀次引⼊会覆盖前⼀次引⼊。也就是说假如模块A中有函数function()，在模块B中也有函数function( )，如果引⼊A中的function在先、B中的function在后，那么当调⽤function函数的时候，是去执⾏模块B中的function函数。

例如，要导⼊模块fib的fibonacci函数，使⽤如下语句：

from fib import fibonacci

不会把整个fib模块导⼊到当前的命名空间中，它只会将fib⾥的fibonacci单个函数引⼊。

from … import *

把⼀个模块的所有内容全都导⼊到当前的命名空间也是可⾏的，只需使⽤如下声明：

from modname import *

注意：这提供了⼀个简单的⽅法来导⼊⼀个模块中的所有项⽬。然⽽这种声明不该被过多地使⽤。

as 别名

In [1]: import time as tt # 导⼊模块时设置别名为 tt
In [2]: time.sleep(1)
---------------------------------------------------------------------------
NameError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-2-07a34f5b1e42> in <module>()
----> 1 time.sleep(1)
NameError: name 'time' is not defined
In [3]:
In [3]: tt.sleep(1) # 使⽤别名才能调⽤⽅法
In [4]:
In [4]: from time import sleep as sp # 导⼊⽅法时设置别名
In [5]: sleep(1)
---------------------------------------------------------------------------
NameError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-5-82e5c2913b44> in <module>()
----> 1 sleep(1)
NameError: name 'sleep' is not defined
In [6]:
In [6]: sp(1) # 使⽤别名才能调⽤⽅法
In [7]:

OS模块

OS全称OperationSystem,即操作系统模块，这个模块可以⽤来操作系统的功能，并且实现跨平台操作。

import os
os.getcwd() # 获取当前的⼯作⽬录，即当前python脚本⼯作的⽬录
os.chdir('test') # 改变当前脚本⼯作⽬录，相当于shell下的cd命令
os.rename('毕业论⽂.txt','毕业论⽂-最终版.txt') # ⽂件重命名
os.remove('毕业论⽂.txt') # 删除⽂件
os.rmdir('demo') # 删除空⽂件夹
os.removedirs('demo') # 删除空⽂件夹
os.mkdir('demo') # 创建⼀个⽂件夹
os.chdir('C:\\') # 切换⼯作⽬录
os.listdir('C:\\') # 列出指定⽬录⾥的所有⽂件和⽂件夹
os.name # nt->widonws posix->Linux/Unix或者MacOS
os.environ # 获取到环境配置
os.environ.get('PATH') # 获取指定的环境配置

os.path.abspath(path) # 获取Path规范会的绝对路径
os.path.exists(path) # 如果Path存在，则返回True
os.path.isdir(path) # 如果path是⼀个存在的⽬录，返回True。否则返回False
os.path.isfile(path) # 如果path是⼀个存在的⽂件，返回True。否则返回False
os.path.splitext(path) # ⽤来将指定路径进⾏分隔，可以获取到⽂件的后缀名

Sys模块的使用

该模块提供对解释器使用或维护的一些变量的访问，以及与解释器强烈交互的函数。

sys.exit(code)
让程序以指定的退出码结束。

import sys

print('hello world')
sys.exit()    # 程序退出，和内置函数exit功能一致
print('呵呵呵呵')

执行结果：

sys.exit(100) 

sys.path
模块的查找路径。

print(sys.path)

执行结果：

结果是一个列表，表示查找模块的路径。

sys.stdin
标准输入。可以通过它来获取用户的输入。

sys.stdout
标准输出。可以通过修改它来改变默认输出位置

sys.stderr
错误输出。可以通过修改它来改变错误输出的默认位置

sys.stderr

1 / 0

执行结果：

sys.stdout和sys.stderr默认都是在控制台。

sys.argv
传递给Python脚本的命令行参数列表。

Math模块

math模块保存了数学计算相关的方法，可以很方便的实现数学运算。

math.factorial(6)
计算阶乘

import math
print(math.factorial(6))

执行结果：

math.floor(12.98)
向下取整

import math
print(math.floor(12.98))

执行结果：

math.ceil(15.0001)
向上取整

import math
print(math.ceil(15.0001))

执行结果：

math.pow(2, 10)
2的10次方，幂运算

import math
print(math.pow(2, 10))

执行结果：

#2 ** 10 / pow(2,10) / math.pow(2,10)
都可以计算幂运算，但是有一些细微的差别。

round()
不是math中的，属于内置函数，实现四舍五入到指定位数。

math.pi
π的值，约等于 3.141592653589793

math.sin(math.pi / 6)
正弦值，弧度计算，π=180°

import math
print(math.sin(math.pi / 6))

执行结果：

math.cos(math.pi / 3)
余弦值

import math
print(math.cos(math.pi / 3)) 

执行结果：

math.tan(math.pi / 2)
正切值

import math
print(math.tan(math.pi / 2)) 

执行结果：

math.fabs(-100)
取绝对值

import math
print(math.fabs(-100))

执行结果：

random模块

random 模块主要用于生成随机数或者从一个列表里随机获取数据。

randint(a,b)
生成[a,b]的随机整数，等价于randrange(a, b+1)。

import random
print(random.randint(2, 9)) 

执行结果：

random()
生成 [0,1)的随机浮点数。

import random
print(random.random())

执行结果：

randrange(a, b)
生成[a,b)的随机整数。

import random
print(random.randrange(20, 30)) 

执行结果：

choice()
从可迭代对象里随机取出一个元素

import random
print(random.choice(['zhangsan', 'lisi', 'jack', 'henry', 'tony'])) 

执行结果：

sample()
从可迭代对象里随机取出指定个数的元素

import random
print(random.sample(['zhangsan', 'lisi', 'jack', 'henry', 'tony'], 2)) 

执行结果：

uniform(a,b)
生成[a,b]的随机浮点数

import random
print(random.uniform(20, 30)) 

执行结果：

Datetime模块

datetime模块主要用来显示日期时间，这里主要涉及 date 类，用来显示日期； time 类，用来显示时间； datetime 类，用来显示日期时间; timedelta 类用来计算时间。

import datetime as dt
print(dt.date(2020, 1, 1)) # 创建一个日期
print(dt.time(18, 23, 45)) # 创建一个时间
print(dt.datetime.now()) # 获取当前的日期时间
print(dt.datetime.now() + dt.timedelta(3)) # 计算三天以后的日期时间

执行结果：

涉及四个类：date/time/datetime/timedelta。
我们接触过的类：内置类
list、tuple、int、str。

time模块

除了使用datetime模块里的time类以外，Python还单独提供了另一个time模块，用来操作时间。time模块不仅可以用来显示时间，还可以控制程序，让程序暂停(使用sleep函数)。

import time
print(time.time()) # 获取从1970-01-01 00:00:00 UTC 到现在时间的秒数
print(time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")) # 按照指定格式输出时间
print(time.asctime()) #Mon Apr 15 20:03:23 2019
print(time.ctime()) # Mon Apr 15 20:03:23 2019
print('hello')
print(time.sleep(10)) # 让线程暂停10秒钟
print('world')

执行结果：

ctime()给定一个秒数，生成一个时间。传递一个时间戳。
asctime()传递的是一个元组。

calendar模块

calendar模块用来显示一个日历。

c = calendar.calendar(2019) # 生成2019年的日历，并且以周日为起始日期码
print(c) #打印2019年日历

calendar.setfirstweekday(calendar.SUNDAY) # 设置每周起始日期码。周一到周日分别对应 0 ~ 6

calendar.firstweekday()# 返回当前每周起始日期的设置。默认情况下，首次载入calendar模块时返回0，即星期一。

print(calendar.isleap(2000)) # True.闰年返回True,否则返回False

count = calendar.leapdays(1996,2010) # 获取1996年到2010年一共有多少个闰年
print(count)

print(calendar.month(2019, 3)) # 打印2019年3月的日历

执行结果：

hashlib模块

hashlib是一个提供字符加密功能的模块，包含MD5和SHA的加密算法，支持md5,sha1, sha224,sha256, sha384, sha512等算法。 该模块用户登录面广泛，文本加密也很见。

加密方式：单向加密：只有加密的过程，不能解密md5/sha、
对称加密、非对称加密rsa

需要将加密的内容转化为二进制

import hashlib

x = hashlib.md5() # 生成一个md5对象
x.update('abc'.encode('utf8'))
print(x.hexdigest())

执行结果：

import hashlib

h1 = hashlib.sha1('123456'.encode())
print(h1.hexdigest())
h2 = hashlib.sha224('123456'.encode())  #  224位 一个十六进制占4位
print(h2.hexdigest())
h3 = hashlib.sha256('123456'.encode())
print(h3.hexdigest())
h4 = hashlib.sha384('123456'.encode())
print(h4.hexdigest())

执行结果：

hmac模块

HMAC算法也是一种单项加密算法，并且它是基于上面各种哈希算法/散列算法的，只是它可以在运算过程中使用一个密钥来增强安全性。hmac模块实现了HAMC算法，提供了相应的函数和方法，且与hashlib提供的api基本一致。

hmac加密可以指定密钥

import hmac

h = hmac.new('h'.encode(),'你好'.encode())
result = h.hexdigest()
print(result) # 获取加密后的结果

执行结果：

copy模块

copy模块里有copy和deepcopy两个函数，分别用来对数据进行深复制和浅复制。

import copy

nums = [1, 5, 3, 8, [100, 200, 300, 400], 6, 7]
nums1 = copy.copy(nums) # 对nums列表进行浅复制
nums2 = copy.deepcopy(nums) # 对nums列表进行深复制

print(nums1)
print(nums2)

执行结果：

uuid模块

UUID是128位的全局唯一标识符，通常由32字节的字母串表示，它可以保证时间和空间的唯一性，也称为GUID。通过MAC地址、时间戳、命名空间、随机数、伪随机数来保证生产的ID的唯一性。随机生成字符串，可以当成token使用，当成用户账号使用，当成订单号使用。

一般而言，在对uuid的需求不是很复杂的时候，uuid1或者uuid4方法就已经够用了，使用方法如下：

import uuid

print(uuid.uuid1()) # 根据时间戳和机器码生成uuid,可以保证全球唯一   32个长度，每一个字符有16个选择，16**32

# 使用命名空间和字符串生成uuid.
# 注意以下两点：
# 1. 命名空间不是随意输入的字符串，它也是一个uuid类型的数据
# 2. 相同的命名空间和相同的字符串，生成的uuid是一样的
print(uuid.uuid3(uuid.NAMESPACE_DNS, 'hello')) # 生成固定的uuid
print(uuid.uuid5(uuid.NAMESPACE_OID, 'hello')) # 生成固定的uuid

print(uuid.uuid4()) # 随机生成uuid,可能会有重复

执行结果：

配套视频