0°

Python标准库

模块

现在已经知道了通过import从外部模块获取函数:
比如import math

那么如何编写自己的模块呢

模块是程序

任何Python程序都可以作为模块导入

假设在/root目录下编写hello.py,内容为:


1
2
3
4
1# hello.py
2print 'Hello'
3
4

进入python解释器:


1
2
3
4
5
6
1>>> import sys
2>>> sys.path.append('/root')
3>>> import hello
4Hello
5
6

在导入模块后,会有新文件出现:


1
2
3
4
1-rw-r--r-- 1 root root   24 Jul 16 17:29 hello.py
2-rw-r--r-- 1 root root  110 Jul 16 17:30 hello.pyc
3
4

这个以.pyc为扩展名的文件是经过编译的,如果再次导入同一个模块,Python会导入.pyc文件而不是.py文件。

导入模块主要用于定义,比如导入变量、函数和类。只需要定义这些东西一次,因此多次导入和导入一次的效果一样。

模块用于定义

1.在模块中定义函数


1
2
3
4
5
1#hello2.py
2def hello():
3    print "Hello2"
4
5

运行:


1
2
3
4
5
1>>> import hello2
2>>> hello2.hello()
3Hello2
4
5

2.在模块中增加测试代码

如果想要确保hello函数正常工作,可能会将hello2重写为新的模块(还是叫hello2):


1
2
3
4
5
6
7
1#hello2.py
2def hello():
3    print "Hello2"
4#test
5hello()
6
7

运行:


1
2
3
4
5
6
1>>> import hello2
2Hello2
3>>> hello2.hello()
4Hello2
5
6

这可能不是想要的结果。我们得区分模块作为程序运行还是导入其他程序。为了实现这一点,需要使用__name__变量:


1
2
3
4
5
6
1>>> __name__
2'__main__'
3>>> hello2.__name__
4'hello2'
5
6

在主程序(包括解释器的交互提示符中),变量__name__是__main__而在导入的模块中,就是模块的名字。因此,我这样修改hello2:


1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1#hello2.py
2def hello():
3    print "Hello2"
4#test
5def test():
6    hello()
7if __name__ == '__main__':
8    test()    
9
10

运行:


1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1[root@instance-54lh4cfv ~]# python hello2.py
2Hello2
3[root@instance-54lh4cfv ~]# python
4Python 2.7.5 (default, Apr  9 2019, 14:30:50)
5[GCC 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-36)] on linux2
6Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
7>>> import hello2
8>>> hello
9
10

如果作为程序运行,hello函数会执行。而作为模块导入时,就不会执行。

让你的模块可用

前面的例子中,通过修改sys.path来告知解释器去哪里查找模块。正常情况你不会每次都想这么做,那么有两种方法可以做到这一点:
将模块放到合适的位置;告诉解释器去哪里查找需要的模块。

1.将模块放在正确位置:


1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1>>> import sys,pprint
2>>> pprint.pprint(sys.path) #提供更加智能的打印输出
3['',
4 '/usr/lib64/python27.zip',
5 '/usr/lib64/python2.7',
6 '/usr/lib64/python2.7/plat-linux2',
7 '/usr/lib64/python2.7/lib-tk',
8 '/usr/lib64/python2.7/lib-old',
9 '/usr/lib64/python2.7/lib-dynload',
10 '/usr/lib64/python2.7/site-packages',
11 '/usr/lib64/python2.7/site-packages/gtk-2.0',
12 '/usr/lib/python2.7/site-packages']
13
14

解释器可以从这些路径中查找模块,其中site-packages目录是最佳选择。将hello2.py放入该目录即可。

2.告诉编译器去哪里找

如果我们想将模块放在其他地方时可以采用这种方案。
通常是在PYTHONPATH环境变量中包含模块所在的目录。

3.命名模块
包含模块代码的文件的名称要和模块名一样。

为了更好的组织模块,可以将它们分组为包。包就是另一类模块,它们能包含其他模块。其实就是模块的目录。

为了让python将其作为包对待,必须包含一个命名为__init__py的文件。

例如有个名为drawing的包,其中包含名为shapes和colors的模块。

在这里插入图片描述

引用代码:


1
2
3
4
5
1import drawing # 此时drawing中__init__模块的内容是可用的
2import drawing.colors #此时colors模块是可用的,但是只能通过全名drawing.colors来使用
3from drawing import shapes#此时shapes模块可用,可以仅使用shapes来使用
4
5

标准库

标准库会随着Python解释器,一起安装在你的电脑中的。它是Python的一个组成部分。这些标准库是Python为你准备好的利器,可以让编程事半功倍。

下面介绍一些常见的标准库

sys

能通过该模块访问与python解释器关联紧密的变量和函数:

argv
命令行参数,包括脚本名称
exit([arg])
退出当前程序
modules
映射模块名字到载入模块的字典
path
查找模块所在目录的目录名列表
platform
平台标识符
stdin
标准输入流
stdout
标准输出流
stderr
标准错误流

我们实现一个范旭打印命令行参数的脚本:


1
2
3
4
5
6
1import sys
2args = sys.argv[1:] #argv[0] is the file name
3args.reverse()
4print ' '.join(args)
5
6

执行并加入一些参数:


1
2
3
4
1[root@root~]# python reverseargs.py this is a test
2test a is this
3
4

os

提供了访问多个操作系统服务的功能。

environ
对环境变量进行映射
system(command)
在子shell中执行操作系统命令
sep
路径中的分隔符
pathsep
分隔路径的分隔符
linesep
行分隔符
urandom(n)
返回n字节的加密强随机数据

fileinput

该模块能让你轻松地遍历文件的所有行。

input([files[,inplace[,backup]]
遍历多个输入流中的行
filename()
返回当前文件的名称
lineno()
返回当前累计的行数
close()
关闭文件链

通过一个为代码编号的脚本来演示这个模块的使用:


1
2
3
4
5
6
7
8
1import fileinput                        
2for line in fileinput.input(inplace=True): # True原地处理,即直接修改原文件
3    line = line.rstrip()#去除行尾空白符      
4    num = fileinput.lineno()#得到行号
5    print '%-40s # %2i' % (line,num)     #重写格式 内容 + #行号
6                                        
7
8

如果你运行:python numberlines.py numberlines.py


1
2
3
4
5
6
7
8
1import fileinput                         #  1
2for line in fileinput.input(inplace=True): #  2
3    line = line.rstrip()                 #  3
4    num = fileinput.lineno()             #  4
5    print '%-40s # %2i' % (line,num)     #  5
6                                         #  6
7
8

上面脚本中的中文注释是我后来加的。

谨慎的将inplace设为True,因为它很容易破坏文件。

堆和双端队列

它是优先队列的一种。python中没有独立的堆类型,只有一个包含一些堆操作函数的模块——heapq,包含6个函数:

heappush(heap,x)
x入堆
heappop(heap)
将堆中最小的元素弹出(原来这是一小顶堆)
heapify(heap)
通过列表构建堆
heapreplace(heap,x)
将堆中最小元素弹出,同时将x入堆
nlargest(n,iter)
返回iter中第n大的元素
nsmallest(n,iter)
返回iter中第n小的元素

前4个直接和堆操作相关,必须将列表作为堆对象本身(可以通过数组来实现堆,这里可以理解为是通过列表来实现的)。


1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
1>>> from heapq import *
2>>> from random import shuffle
3>>> data = range(10)
4>>> shuffle(data)
5>>> data
6[9, 8, 1, 0, 3, 4, 7, 6, 5, 2]
7>>> heapify(data) #可以直接通过列表构建堆
8>>> data
9[0, 2, 1, 5, 3, 4, 7, 6, 8, 9]
10>>> heappush(data,0.5) #将0.5如堆
11>>> data
12[0, 0.5, 1, 5, 2, 4, 7, 6, 8, 9, 3]
13>>> heappop(data)      #弹出三个最小元素            
140
15>>> heappop(data)
160.5
17>>> heappop(data)
181
19
20

关于堆的性质可参考Java二叉堆,虽然是用Java语言描述的,但是应该也不妨碍理解。

双端队列

双端队列(deque)也可通过可迭代对象创建:


1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
1>>> from collections import deque
2>>> q = deque(range(5))
3>>> q
4deque([0, 1, 2, 3, 4])
5>>> q.append(5)
6>>> q.appendleft(6)
7>>> q
8deque([6, 0, 1, 2, 3, 4, 5])
9>>> q.pop()
105
11>>> q.popleft()
126
13>>> q.rotate(3)
14>>> q
15deque([2, 3, 4, 0, 1])
16>>> q.rotate(-1)
17>>> q
18deque([3, 4, 0, 1, 2])
19
20

所谓双端是指可以在两端新增和删除元素。

rotate(n = 1)是将它们左移或右移,使头尾相连,当n是正数时,表示从左往右循环移n位,当n是负数时,表示从右往左循环移n位,比如deq.rotate(1)相当于deq.appendleft(deq.pop())

time

该模块可以获取当前时间、操作时间和日期、从字符串读取时间以及格式化时间为字符串。

很多Python函数用一个元组装起来的9组数字处理时间:


1
2
3
4
5
6
7
8
9
1>>> import time
2>>> localtime = time.localtime(time.time())
3>>> print "本地时间为 :", localtime
4本地时间为 : time.struct_time(tm_year=2019, tm_mon=7, tm_mday=17, tm_hour=17, tm_min=43, tm_sec=34, tm_wday=2, tm_yday=198, tm_isdst=0)
5>>> localtime = time.asctime( time.localtime(time.time()) )
6>>> localtime
7'Wed Jul 17 17:44:13 2019'
8
9

random

包括返回随机数的函数

random()
返回0<n<=1之间的随机实数n
uniform(a,b)
返回随机数n,其中a<=n<b
randrange([start],stop,[step])
返回range(start,stop,step)中的随机数
choice(seq)
从序列seq中返回随机元素
shuffle(seq[,random])
原地对序列seq进行洗牌(打乱)操作

「点点赞赏,手留余香」

    还没有人赞赏,快来当第一个赞赏的人吧!