【python】模块-标准库（sys,os,math,random)

在python的基础知识这个板块里，我们上一篇文章讲到了模块的基础知识，那今天我们接着上次的话题来聊聊在python模块中标准库的知识。

上次我们讲到了模块和包，而python自己呢也提供了不少的包和模块，我们称这些东西叫做标准库。python的标准库是会随着python解释器一同安装到你的电脑当中。

sys

sys模块提供了很多函数和变量来处理python运行环境的不同部分

识别操作系统

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import sys

print(sys.platform)

运行结果

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win32

我的pc端呢是windows平台的，所以就输出'win32'。如果是Linux的系统的话就是输出'linux'，Cygwin的就是'cygwin'，mac oc x的话就是'darwin'

处理命令行参数

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import sys

print(sys.argv[0])

d:\pythonDemo\python_basic\sys.py

我们通过在arvg指令后面加上一个[0]，这样我们可以去查看一下当前文件的绝对路径

假如我们把文件放入C盘当中(我这里把文件放在了d盘里面），我们使用cmd，在cmd当中输入python sys.py hello nihao you

我们把把argv后面的[0]去掉

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import sys

print(sys.argv)

我们就会得到这样的一个运行结果

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['sys.py','hello','nihao','you']

它返回的是一个list，list的第一个是我们文件的名字，后面才是我们输入的指定参数内容。

我们在argv后面指定index后就可以去访问我们指定的位置了

退出程序

执行到主程序的末尾时，解释器会自动自觉地退出，但假设我们需要在半路退出，我们可以去调用sys.exit函数，它有一个可以选择的参数返回给调用它的程序，表示你可以在主程序当中捕获对sys.exit的调用。（0为正常退出，其它为异常)

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import sys

if len(sys.argv)<=1:
    print("缺少参数")
    sys.exit(1)
for arg in sys.argv:
    print(arg)

缺少参数

程序会在提示"缺少参数"后退出程序，如果我们带上参数运行程序，那么该程序会打印出所有的参数内容。

获取模块搜索路径

在sys.path中储存了python结束其需要搜索的所有路径，并且我们可以通过修改该变量修改搜索模块的路径。

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import sys

for path in sys.path:
    print(path)

不同的编译环境会有不同的结果

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D:\pythonDemo>python -u "d:\pythonDemo\python_basic\sys.py"
d:\pythonDemo\python_basic
C:\Python37\python37.zip
C:\Python37\DLLs
C:\Python37\lib
C:\Python37
C:\Python37\lib\site-packages
C:\Python37\lib\site-packages\win32
C:\Python37\lib\site-packages\win32\lib
C:\Python37\lib\site-packages\Pythonwin

查找已导入的模块

"sys.modules"是一个全局字典，该字典在python启动后就加载到内存当中。当我们导入新的模块时，"sys.modules"拥有字典所拥有的一切办法。当第二次导入该模块的时候，python会直接到字典中查找，从而加快程序的运行速度。"sys.modules"拥有字典的一切方法。

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import sys

print(sys.modules.keys())
print(sys.modules.values())
print(sys.modules["os"])

D:\pythonDemo>python -u "d:\pythonDemo\python_basic\sys.py"
dict_keys(['sys', 'builtins', '_frozen_importlib', '_imp', '_thread', '_warnings', '_weakref', 'zipimport', '_frozen_importlib_external', '_io', 'marshal', 'nt', 'winreg', 'encodings', 'codecs', '_codecs', 'encodings.aliases', 'encodings.utf_8', '_signal', '__main__', 'encodings.latin_1', 'io', 'abc', '_abc', 'site', 'os', 'stat', '_stat', 'ntpath', 'genericpath', 'os.path', '_collections_abc', '_sitebuiltins', '_bootlocale', '_locale', 'encodings.gbk', '_codecs_cn', '_multibytecodec', 'types', 'importlib', 'importlib._bootstrap', 'importlib._bootstrap_external', 'warnings', 'importlib.util', 'importlib.abc', 'importlib.machinery', 'contextlib', 'collections', 'operator', '_operator', 'keyword', 'heapq', '_heapq', 'itertools', 'reprlib', '_collections', 'functools', '_functools', 'mpl_toolkits', 'pywin32_bootstrap', 'pywin32_system32'])    
dict_values([<module 'sys' (built-in)>, <module 'builtins' (built-in)>, <module 'importlib._bootstrap' (frozen)>, <module '_imp' (built-in)>, <module '_thread' (built-in)>, <module '_warnings' (built-in)>, <module '_weakref' (built-in)>, <module 'zipimport' (built-in)>, <module 'importlib._bootstrap_external' (frozen)>, <module 'io' (built-in)>, <module 'marshal' (built-in)>, <module 'nt' (built-in)>, <module 'winreg' (built-in)>, <module 'encodings' from 'C:\\Python37\\lib\\encodings\\__init__.py'>, <module 'codecs' from 'C:\\Python37\\lib\\codecs.py'>, <module '_codecs' (built-in)>, <module 'encodings.aliases' from 'C:\\Python37\\lib\\encodings\\aliases.py'>, <module 'encodings.utf_8' from 'C:\\Python37\\lib\\encodings\\utf_8.py'>, <module '_signal' (built-in)>, <module '__main__' from 'd:\\pythonDemo\\python_basic\\sys.py'>, <module 'encodings.latin_1' from 'C:\\Python37\\lib\\encodings\\latin_1.py'>, <module 'io' from 'C:\\Python37\\lib\\io.py'>, <module 'abc' from 'C:\\Python37\\lib\\abc.py'>, <module '_abc' (built-in)>, <module 'site' from 'C:\\Python37\\lib\\site.py'>, <module 'os' from 'C:\\Python37\\lib\\os.py'>, <module 'stat' from 'C:\\Python37\\lib\\stat.py'>, <module '_stat' (built-in)>, <module 'ntpath' from 'C:\\Python37\\lib\\ntpath.py'>, <module 'genericpath' from 'C:\\Python37\\lib\\genericpath.py'>, <module 'ntpath' from 'C:\\Python37\\lib\\ntpath.py'>, <module '_collections_abc' from 'C:\\Python37\\lib\\_collections_abc.py'>, <module '_sitebuiltins' from 'C:\\Python37\\lib\\_sitebuiltins.py'>, <module '_bootlocale' from 'C:\\Python37\\lib\\_bootlocale.py'>, <module '_locale' (built-in)>, <module 'encodings.gbk' from 'C:\\Python37\\lib\\encodings\\gbk.py'>, <module '_codecs_cn' (built-in)>, <module '_multibytecodec' (built-in)>, <module 'types' from 'C:\\Python37\\lib\\types.py'>, <module 'importlib' from 'C:\\Python37\\lib\\importlib\\__init__.py'>, <module 'importlib._bootstrap' (frozen)>, <module 'importlib._bootstrap_external' (frozen)>, <module 'warnings' from 'C:\\Python37\\lib\\warnings.py'>, <module 'importlib.util' from 'C:\\Python37\\lib\\importlib\\util.py'>, <module 'importlib.abc' from 'C:\\Python37\\lib\\importlib\\abc.py'>, <module 'importlib.machinery' from 'C:\\Python37\\lib\\importlib\\machinery.py'>, <module 'contextlib' from 'C:\\Python37\\lib\\contextlib.py'>, <module 'collections' from 'C:\\Python37\\lib\\collections\\__init__.py'>, <module 'operator' from 'C:\\Python37\\lib\\operator.py'>, <module '_operator' (built-in)>, <module 'keyword' from 'C:\\Python37\\lib\\keyword.py'>, <module 'heapq' from 'C:\\Python37\\lib\\heapq.py'>, <module '_heapq' (built-in)>, <module 'itertools' (built-in)>, <module 'reprlib'_heapq' (built-in)>, <module 'itertools' (built-in)>, <module 'reprlib' from 'C:\\Python37\\lib\\reprlib.py'>, <module '_collections' (built-i from 'Cle '_functools' (built-in)>, <module 'mpl_toolkits' (namespace)>, <module 'pywin32_bootstrap' from 'C:\\Python37\\lib\\site-packages\\win32\\lib\\pywin32_bootstrap.py'>, <module 'pywin32_system32' (namespace)>])
<module 'os' from 'C:\\Python37\\lib\\os.py'>

不同的操作系统和不同的运行环境下可能会有不同的内容输出。

os

获取当前文件所在位置

__file__是一个python的内置函数

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import os

print(__file__)

d:\pythonDemo\python_basic\os.py

而os.path.dirname(file)是用来查找文件所在的文件夹的名字

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import os

print(os.path.dirname(__file__))

d:\pythonDemo\python_basic

获取当前路径以及切换当前路径

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import os

print(os.getcwd())
os.chdir("D:\\")
print(os.getcwd())

os.getcwd可以获取当前执行程序的路径，os.chdir可以切换当前的路径，这个例子中的路径对应的是windows平台，不同平台的指令会有所不同。

重命名文件

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import os

os.rename("a.text","b,txet")

这里用os.rename来将a.text更名为b.txet。

查看指定的路径是否存在

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import os

folder=os.path.exists("c:\windows")
print(folder)

os.path.exists可以用来判断目录或者文件是否存在，如果存在的话就会返回"true",否则的话就会返回"false"。我们这里是用folder来接住这个答案的。

判断给出的路径是否为一个文件

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import os

folder=os.path.isfile("c:\windows\\nihao")
print(folder)

用os.path.isfile来判断一下我们所给出的路径是否为一个文件。

判断给出的路径是否为一个目录

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import os

folder=os.path.isdir("c:\windows\\nihao")
print(folder)

这里和刚刚类似，把file改为dir即可

math

两个常量

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import math
print("圆周率：",math.pi)
print("自然常数:",math.e)

圆周率： 3.141592653589793
自然常数: 2.718281828459045

运算函数

向上取整

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import math
print("1.7",math.ceil(1.7))
print("2.3",math.ceil(2.3))
print("-1.7",math.ceil(-1.7))
print("0",math.ceil(0))

1.7 2
2.3 3
-1.7 -1
0 0

向下取整

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import math
print("1.7",math.floor(1.7))
print("2.3",math.floor(2.3))
print("-1.7",math.floor(-1.7))
print("0",math.floor(0))

1.7 1
2.3 2
-1.7 -2
0 0

指数运算

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print("5^6",math.pow(5,6))
print("2^3",math.pow(2,3))
print("1^7",math.pow(1,7))

5^6 15625.0
2^3 8.0
1^7 1.0

对数运算

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import math
print("log(6)",math.log(6))
print("log(3)",math.log(3))
print("log(100，10)",math.log(100,10))

log(6) 1.791759469228055
log(3) 1.0986122886681098
log(100，10) 2.0

默认的底数为e，我们可以通过改变第二个参数来改变底数

平方根计算

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import math
print("sqrt(6)",math.sqrt(6))
print("sqrt(3)",math.sqrt(3))

sqrt(6) 2.449489742783178
sqrt(3) 1.7320508075688772

三角函数

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import math
print("sin(pi/2)",math.sin(math.pi/2))
print("cos(pi)",math.cos(math.pi))
print("tan(0)",math.tan(0))

sin(pi/2) 1.0
cos(pi) -1.0
tan(0) 0.0

角度和弧度的互换

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import math
print(math.degrees(math.pi))
print(math.radians(90))

180.0
1.5707963267948966

这里使用degree将弧度转为角度，用radians来将角度转换弧度

random

我们随机生成一个数

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import random
print(random.random())

跑两次

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0.8565630734869731
0.6049675860697331

可以看到这是随便在0到1区间内生成一个浮点数。

uniform

我们也可以改变生成区间

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import random
print(random.uniform(1,120))

我们让它在1到120内随机生成一个浮点数

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16.254046609931038
48.70744018203168

randint

我们要它生成一个整数

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import random
print(random.randint(1,120))

choice

在我们定义的序列当中获取一个随机元素

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import random

seq1=(1,2,88,666,777,999,8,24,10)
seq2=["hello",'nihao','how are you','why so cruel','what can i say','man','mamba out','laker']
print(random.choice(seq1))
print(random.choice(seq2))

这里是随机生成的内容

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24
man

8
mamba out

10
what can i say

shuffle

将列表打乱

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import random

seq1=list(range(1,100))
seq2=["hello",'nihao','how are you','why so cruel','what can i say','man','mamba out','laker']
print("before")
print(seq1)
print(seq2)

random.shuffle(seq1)
random.shuffle(seq2)

print("now")
print(seq1)
print(seq2)

before
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99]
['hello', 'nihao', 'how are you', 'why so cruel', 'what can i say', 'man', 'mamba out', 'laker']
now
[59, 14, 36, 58, 21, 17, 40, 92, 51, 49, 16, 42, 46, 85, 78, 79, 54, 53, 57, 26, 63, 8, 45, 75, 71, 20, 7, 68, 22, 89, 43, 35, 31, 24, 97, 93, 99, 69, 34, 28, 67, 39, 19, 12, 95, 2, 82, 55, 29, 50, 48, 66, 32, 4, 23, 87, 88, 77, 52, 76, 5, 47, 13, 37, 98, 44, 15, 90, 3, 70, 96, 80, 18, 60, 41, 11, 64, 73, 86, 81, 61, 62, 91, 25, 1, 72, 65, 10, 33, 74, 83, 94, 9, 27, 30, 56, 38, 84, 6]
['mamba out', 'why so cruel', 'what can i say', 'laker', 'hello', 'man', 'nihao', 'how are you']

！！！元组是不能作为random.shuffle的参数来使用