Python教程（十三）：常用内置模块详解

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- - [1. `os` 模块](#1. os 模块)
  - [2. `sys` 模块](#2. sys 模块)
  - [3. `re` 模块](#3. re 模块)
  - [4. `json` 模块](#4. json 模块)
  - [5. `datetime` 模块](#5. datetime 模块)
  - [6. `math` 模块](#6. math 模块)
  - [7. `random` 模块](#7. random 模块)
  - [8. `collections` 模块](#8. collections 模块)
  - [9. `itertools` 模块](#9. itertools 模块)
  - [10. `threading` 模块](#10. threading 模块)
  - [11. `加密` 模块](#11. 加密 模块)
- 总结

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1. `os` 模块

os 模块提供了丰富的方法来与操作系统进行交互，包括文件和目录操作、环境变量访问等。

示例代码:

python 复制代码

import os

# 获取当前工作目录
current_directory = os.getcwd()
print(f"当前工作目录: {current_directory}")

# 改变当前工作目录
os.chdir('../class-demo')
print(f"改变后的工作目录: {os.getcwd()}")

# 列出目录中的文件和文件夹
entries = os.listdir('.')
print(f"目录中的条目: {entries}")

# 检查路径是否存在
path_exists = os.path.exists('../class-demo/')
print(f"路径存在: {path_exists}")

# 获取文件的大小
file_size = os.path.getsize('../class-demo/demo01.py')
print(f"文件大小: {file_size} 字节")

2. `sys` 模块

sys 模块用于访问与Python解释器相关的变量和函数，如命令行参数、最大递归深度等。

示例代码:

python 复制代码

import sys

# 打印命令行参数
print(f"命令行参数: {sys.argv}")

# 获取Python解释器的路径
print(f"Python解释器路径: {sys.executable}")

# 设置并获取最大递归深度
sys.setrecursionlimit(1000)
print(f"最大递归深度: {sys.getrecursionlimit()}")

3. `re` 模块

re 模块提供了正则表达式的功能，用于字符串的搜索、替换、匹配等。

示例代码:

python 复制代码

import re

text = 'Hello world!'

res = re.match(r"(\w|\s)+", text) 
print(res)
if res:
    print('成功匹配')
else:
    print('未匹配到')

# 搜索数字
match = re.search(r'\d+', '这里有123个苹果')
print(f"搜索到的数字: {match.group()}")

# 替换字符串中的单词
replaced = re.sub(r'苹果', '橙子', '我买了3个苹果')
print(f"替换后的字符串: {replaced}")

# 匹配邮箱地址
emails = re.findall(r'[A-Za-z0-9._%+-]+@[A-Za-z0-9.-]+\.[A-Z|a-z]{2,}', '请联系example@example.com或test@example.net')
print(f"找到的邮箱地址: {emails}")

4. `json` 模块

json 模块用于处理JSON数据，包括将Python对象编码成JSON字符串，以及将JSON字符串解码成Python对象。

示例代码:

python 复制代码

import json

# JSON 编码
data = {'name': '子羽', 'age': 30, 'city': '成都'}
json_string = json.dumps(data)
print(f"JSON 编码: {json_string}")

# JSON 解码
decoded_data = json.loads(json_string)
print(f"JSON 解码: {decoded_data}")

5. `datetime` 模块

datetime 模块提供了日期和时间的操作，可以创建日期和时间对象，进行日期时间的计算和格式化。

示例代码:

python 复制代码

from datetime import datetime, timedelta, timezone

# 获取当前日期和时间
now = datetime.now()
print(f"当前日期和时间: {now}")
dt = now.timestamp() # 把datetime转换为timestamp , timestamp是一个浮点数，整数位表示秒。
print(dt)

print(f'当地时区：{datetime.fromtimestamp(dt)}') # 要把timestamp转换为datetime
print(f'utc时区：{datetime.fromtimestamp(dt, timezone.utc)}') # 要把timestamp转换为datetime

# 增加日期
#timedelta(days=2, hours=12) # 2 天 12 小时
one_day = timedelta(days=1)
tomorrow = now + one_day
print(f"明天的日期: {tomorrow}")

# 格式化日期
formatted_date = now.strftime('%Y年%m月%d日 %H时%M分%S秒')
print(f"格式化的日期: {formatted_date}")

6. `math` 模块

math 模块包含了许多数学函数，如三角函数、指数、对数、幂运算等。

示例代码:

python 复制代码

import math

# 计算平方根
sqrt = math.sqrt(16)
print(f"平方根: {sqrt}")

# 幂
print(math.pow(3,3))

# 计算正弦值
sin_value = math.sin(math.pi / 2)
print(f"正弦值: {sin_value}")

# 计算对数
log_value = math.log(10)
print(f"对数值: {log_value}")

7. `random` 模块

random 模块用于生成随机数，进行随机选择、设置随机数生成器的种子等。

示例代码:

python 复制代码

import random

# 随机选择一个元素
item = random.choice(['apple', 'banana', 'cherry'])
print(f"随机选择的水果: {item}")

print(f'{random.random() }') # 返回从区间[0.0, 1.0)随机抽取的浮点数

# 随机打乱列表
list_to_shuffle = [1, 2, 3, 4, 5]
random.shuffle(list_to_shuffle)
print(f"打乱后的列表: {list_to_shuffle}")

# 设置随机数生成器的种子 ， 设置随机种子后，是每次运行 文件的输出结果都一样
print(f'{random.seed(0)}')
print(f'{random.random() * 1000}')
print(f'{random.random() * 1000}')

8. `collections` 模块

collections 模块提供了额外的容器类型，如namedtuple、deque、Counter、OrderedDict等。

示例代码:

python 复制代码

from collections import namedtuple, deque, Counter

# 使用 namedtuple 创建一个命名元组
Point = namedtuple('Point', ['x', 'y'])
point = Point(1, 2)
print(f"命名元组: {point}")

# 使用 deque 实现队列
queue = deque()
queue.append('right')
queue.appendleft('left')

print(f"队列: {queue}")

# 使用 Counter 进行计数
words = ['apple', 'orange', 'apple', 'pear', 'orange', 'banana']
word_counts = Counter(words)
print(f"单词计数: {word_counts}")

9. `itertools` 模块

itertools 模块提供了构建迭代器的工具，用于创建复杂的迭代操作。

示例代码:

python 复制代码

from itertools import product, permutations, combinations

# 笛卡尔积
cartesian_product = list(product([1, 2], ['a', 'b']))
print(f"笛卡尔积: {cartesian_product}")

# 排列
word_permutations = list(permutations('ABC'))
print(f"排列: {word_permutations}")

# 组合
letter_combinations = list(combinations('ABCD', 2))
print(f"组合: {letter_combinations}")

10. `threading` 模块

threading 模块用于实现多线程，允许并发执行。

示例代码:

python 复制代码

from threading import Thread

# 定义线程要执行的函数
def print_numbers():
    for i in range(5):
        print(f"线程打印: {i}")

# 创建线程
thread = Thread(target=print_numbers)
thread.start()  # 启动线程

# 等待线程完成
#thread.join()
print("主线程继续执行")

11. `加密` 模块

Python的hashlib提供了常见的哈希算法，如MD5，SHA1等等。
HMAC（Hash-based Message Authentication Code）算法是一种基于哈希函数的消息认证码算法 , 相当于md5(message + salt)

示例代码:

py 复制代码

import hashlib
import hmac
md5 = hashlib.md5()
md5.update('我的密码  123456?'.encode('utf-8'))
print('md5加密结果：',md5.hexdigest())

sha = hashlib.sha1()
sha.update('789456'.encode('utf-8'))
print('sha加密结果：',sha.hexdigest())


# hmac

msg = b'Hello, world!'
# message = b'Hello, world!'
key = b'123'
res = hmac.new(key, msg, hashlib.md5)
print('hmac加密结果：',res.hexdigest())

总结

这些示例提供了每个模块的多种用法。由于Python的动态特性，这些模块可以用于更复杂的场景和应用。在实际开发中，你可以根据需要选择适合的模块和方法。

Python教程（十三）：常用内置模块详解

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专栏列表

1. os 模块

2. sys 模块

3. re 模块

4. json 模块

5. datetime 模块

6. math 模块

7. random 模块

8. collections 模块

9. itertools 模块

10. threading 模块

11. 加密 模块

总结

1. `os` 模块

2. `sys` 模块

3. `re` 模块

4. `json` 模块

5. `datetime` 模块

6. `math` 模块

7. `random` 模块

8. `collections` 模块

9. `itertools` 模块

10. `threading` 模块

11. `加密` 模块