時間模塊

和時間有關系的我們就要用到時間模塊。在使用模塊之前，應該首先導入這個模塊。

#常用方法
1.time.sleep(secs)
(線程)推遲指定的時間運行。單位為秒。
2.time.time()
獲取當前時間戳

表示時間的三種方式

在Python中，通常有這三種方式來表示時間：時間戳、元組(struct_time)、格式化的時間字符串：

(1)時間戳(timestamp) ：通常來說，時間戳表示的是從1970年1月1日00:00:00開始按秒計算的偏移量。我們運行“type(time.time())”，返回的是float類型。

(2)格式化的時間字符串(Format String)： ‘1999-12-06’

%y 兩位數的年份表示（00-99）
%Y 四位數的年份表示（000-9999）
%m 月份（01-12）
%d 月內中的一天（0-31）
%H 24小時制小時數（0-23）
%I 12小時制小時數（01-12）
%M 分鐘數（00=59）
%S 秒（00-59）
%a 本地簡化星期名稱
%A 本地完整星期名稱
%b 本地簡化的月份名稱
%B 本地完整的月份名稱
%c 本地相應的日期表示和時間表示
%j 年內的一天（001-366）
%p 本地A.M.或P.M.的等價符
%U 一年中的星期數（00-53）星期天為星期的開始
%w 星期（0-6），星期天為星期的開始
%W 一年中的星期數（00-53）星期一為星期的開始
%x 本地相應的日期表示
 
%X 本地相應的時間表示
%Z 當前時區的名稱
%% %號本身
復制代碼

(3)元組(struct_time) ：struct_time元組共有9個元素共九個元素:(年，月，日，時，分，秒，一年中第幾周，一年中第幾天等）

首先，我們先導入time模塊，來認識一下python中表示時間的幾種格式：

#導入時間模塊
>>>import time

#時間戳
>>>time.time()
1500875844.800804

#時間字符串
>>>time.strftime("%Y-%m-%d %X")
‘2017-07-24 13:54:37‘
>>>time.strftime("%Y-%m-%d %H-%M-%S")
‘2017-07-24 13-55-04‘

#時間元組:localtime將一個時間戳轉換為當前時區的struct_time
time.localtime()
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=7, tm_mday=24,
　　　　　　　　　　tm_hour=13, tm_min=59, tm_sec=37, 
                 tm_wday=0, tm_yday=205, tm_isdst=0)

小結：時間戳是計算機能夠識別的時間；時間字符串是人能夠看懂的時間；元組則是用來操作時間的

幾種格式之間的轉換

#時間戳-->結構化時間
#time.gmtime(時間戳)    #UTC時間，與英國倫敦當地時間一致
#time.localtime(時間戳) #當地時間。例如我們現在在北京執行這個方法：與UTC時間相差8小時，UTC時間+8小時 = 北京時間 
>>>time.gmtime(1500000000)
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=7, tm_mday=14, tm_hour=2, tm_min=40, tm_sec=0, tm_wday=4, tm_yday=195, tm_isdst=0)
>>>time.localtime(1500000000)
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=7, tm_mday=14, tm_hour=10, tm_min=40, tm_sec=0, tm_wday=4, tm_yday=195, tm_isdst=0)

#結構化時間-->時間戳　
#time.mktime(結構化時間)
>>>time_tuple = time.localtime(1500000000)
>>>time.mktime(time_tuple)
1500000000.0

#結構化時間-->字符串時間
#time.strftime("格式定義","結構化時間")  結構化時間參數若不傳，則現實當前時間
>>>time.strftime("%Y-%m-%d %X")
‘2017-07-24 14:55:36‘
>>>time.strftime("%Y-%m-%d",time.localtime(1500000000))
‘2017-07-14‘

#字符串時間-->結構化時間
#time.strptime(時間字符串,字符串對應格式)
>>>time.strptime("2017-03-16","%Y-%m-%d")
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=3, tm_mday=16, tm_hour=0, tm_min=0, tm_sec=0, tm_wday=3, tm_yday=75, tm_isdst=-1)
>>>time.strptime("07/24/2017","%m/%d/%Y")
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=7, tm_mday=24, tm_hour=0, tm_min=0, tm_sec=0, tm_wday=0, tm_yday=205, tm_isdst=-1)

#結構化時間 --> %a %b %d %H:%M:%S %Y串
#time.asctime(結構化時間) 如果不傳參數，直接返回當前時間的格式化串
>>>time.asctime(time.localtime(1500000000))
‘Fri Jul 14 10:40:00 2017‘
>>>time.asctime()
‘Mon Jul 24 15:18:33 2017‘

#%a %d %d %H:%M:%S %Y串 --> 結構化時間
#time.ctime(時間戳)  如果不傳參數，直接返回當前時間的格式化串
>>>time.ctime()
‘Mon Jul 24 15:19:07 2017‘
>>>time.ctime(1500000000)
‘Fri Jul 14 10:40:00 2017‘ 

random模塊

>>> import random
#隨機小數
>>> random.random()      # 大於0且小於1之間的小數
0.7664338663654585
>>> random.uniform(1,3) #大於1小於3的小數
1.6270147180533838

#隨機整數
>>> random.randint(1,5)  # 大於等於1且小於等於5之間的整數
>>> random.randrange(1,10,2) # 大於等於1且小於3之間的整數


#隨機選擇一個返回
>>> random.choice([1,‘23‘,[4,5]])  # #1或者23或者[4,5]
#隨機選擇多個返回，返回的個數為函數的第二個參數
>>> random.sample([1,‘23‘,[4,5]],2) # #列表元素任意2個組合
[[4, 5], ‘23‘]


#打亂列表順序
>>> item=[1,3,5,7,9]
>>> random.shuffle(item) # 打亂次序
>>> item
[5, 1, 3, 7, 9]
>>> random.shuffle(item)
>>> item
[5, 9, 7, 1, 3]

import random

def v_code():

    code = ‘‘
    for i in range(5):

        num=random.randint(0,9)
        alf=chr(random.randint(65,90))
        add=random.choice([num,alf])
        code="".join([code,str(add)])

    return code

print(v_code())

os模塊

os模塊是與操作系統交互的一個接口

‘‘‘
os.getcwd() 獲取當前工作目錄，即當前python腳本工作的目錄路徑
os.chdir("dirname")  改變當前腳本工作目錄；相當於shell下cd
os.curdir  返回當前目錄: (‘.‘)
os.pardir  獲取當前目錄的父目錄字符串名：(‘..‘)
os.makedirs(‘dirname1/dirname2‘)    可生成多層遞歸目錄
os.removedirs(‘dirname1‘)    若目錄為空，則刪除，並遞歸到上一級目錄，如若也為空，則刪除，依此類推
os.mkdir(‘dirname‘)    生成單級目錄；相當於shell中mkdir dirname
os.rmdir(‘dirname‘)    刪除單級空目錄，若目錄不為空則無法刪除，報錯；相當於shell中rmdir dirname
os.listdir(‘dirname‘)    列出指定目錄下的所有文件和子目錄，包括隱藏文件，並以列表方式打印
os.remove()  刪除一個文件
os.rename("oldname","newname")  重命名文件/目錄
os.stat(‘path/filename‘)  獲取文件/目錄信息
os.sep    輸出操作系統特定的路徑分隔符，win下為"\\",Linux下為"/"
os.linesep    輸出當前平臺使用的行終止符，win下為"\t\n",Linux下為"\n"
os.pathsep    輸出用於分割文件路徑的字符串 win下為;,Linux下為:
os.name    輸出字符串指示當前使用平臺。win->‘nt‘; Linux->‘posix‘
os.system("bash command")  運行shell命令，直接顯示
os.popen("bash command)  運行shell命令，獲取執行結果
os.environ  獲取系統環境變量

os.path
os.path.abspath(path) 返回path規範化的絕對路徑 os.path.split(path) 將path分割成目錄和文件名二元組返回 os.path.dirname(path) 返回path的目錄。其實就是os.path.split(path)的第一個元素 os.path.basename(path) 返回path最後的文件名。如何path以／或\結尾，那麽就會返回空值。
                        即os.path.split(path)的第二個元素
os.path.exists(path)  如果path存在，返回True；如果path不存在，返回False
os.path.isabs(path)  如果path是絕對路徑，返回True
os.path.isfile(path)  如果path是一個存在的文件，返回True。否則返回False
os.path.isdir(path)  如果path是一個存在的目錄，則返回True。否則返回False
os.path.join(path1[, path2[, ...]])  將多個路徑組合後返回，第一個絕對路徑之前的參數將被忽略
os.path.getatime(path)  返回path所指向的文件或者目錄的最後訪問時間
os.path.getmtime(path)  返回path所指向的文件或者目錄的最後修改時間
os.path.getsize(path) 返回path的大小
‘‘‘

註意：os.stat(‘path/filename‘) 獲取文件/目錄信息 的結構說明

stat 結構:

st_mode: inode 保護模式
st_ino: inode 節點號。
st_dev: inode 駐留的設備。
st_nlink: inode 的鏈接數。
st_uid: 所有者的用戶ID。
st_gid: 所有者的組ID。
st_size: 普通文件以字節為單位的大小；包含等待某些特殊文件的數據。
st_atime: 上次訪問的時間。
st_mtime: 最後一次修改的時間。
st_ctime: 由操作系統報告的"ctime"。在某些系統上（如Unix）是最新的元數據更改的時間，在其它系統上（如Windows）是創建時間（詳細信息參見平臺的文檔）。

sys模塊

sys模塊是與python解釋器交互的一個接口

sys.argv           命令行參數List，第一個元素是程序本身路徑
sys.exit(n)        退出程序，正常退出時exit(0)
sys.version        獲取Python解釋程序的版本信息
sys.maxint         最大的Int值
sys.path           返回模塊的搜索路徑，初始化時使用PYTHONPATH環境變量的值
sys.platform       返回操作系統平臺名稱

序列化模塊

什麽叫序列化——將原本的字典、列表等內容轉換成一個字符串的過程就叫做序列化。

比如，我們在python代碼中計算的一個數據需要給另外一段程序使用，那我們怎麽給？
現在我們能想到的方法就是存在文件裏，然後另一個python程序再從文件裏讀出來。
但是我們都知道，對於文件來說是沒有字典這個概念的，所以我們只能將數據轉換成字典放到文件中。
你一定會問，將字典轉換成一個字符串很簡單，就是str(dic)就可以辦到了，為什麽我們還要學習序列化模塊呢？
沒錯序列化的過程就是從dic 變成str(dic)的過程。現在你可以通過str(dic)，將一個名為dic的字典轉換成一個字符串，
但是你要怎麽把一個字符串轉換成字典呢？
聰明的你肯定想到了eval()，如果我們將一個字符串類型的字典str_dic傳給eval，就會得到一個返回的字典類型了。
eval()函數十分強大，但是eval是做什麽的？e官方demo解釋為：將字符串str當成有效的表達式來求值並返回計算結果。
ＢＵＴ！強大的函數有代價。安全性是其最大的缺點。
想象一下，如果我們從文件中讀出的不是一個數據結構，而是一句"刪除文件"類似的破壞性語句，那麽後果實在不堪設設想。
而使用eval就要擔這個風險。
所以，我們並不推薦用eval方法來進行反序列化操作(將str轉換成python中的數據結構)

序列化的目的

json模塊：

json模塊提供了四個功能：dumps、dump、loads、load

import json
dic = {‘k1‘:‘v1‘,‘k2‘:‘v2‘,‘k3‘:‘v3‘}
str_dic = json.dumps(dic)  #序列化：將一個字典轉換成一個字符串
print(type(str_dic),str_dic)  #<class ‘str‘> {"k3": "v3", "k1": "v1", "k2": "v2"}
#註意，json轉換完的字符串類型的字典中的字符串是由""表示的

dic2 = json.loads(str_dic)  #反序列化：將一個字符串格式的字典轉換成一個字典
#註意，要用json的loads功能處理的字符串類型的字典中的字符串必須由""表示
print(type(dic2),dic2)  #<class ‘dict‘> {‘k1‘: ‘v1‘, ‘k2‘: ‘v2‘, ‘k3‘: ‘v3‘}


list_dic = [1,[‘a‘,‘b‘,‘c‘],3,{‘k1‘:‘v1‘,‘k2‘:‘v2‘}]
str_dic = json.dumps(list_dic) #也可以處理嵌套的數據類型 
print(type(str_dic),str_dic) #<class ‘str‘> [1, ["a", "b", "c"], 3, {"k1": "v1", "k2": "v2"}]
list_dic2 = json.loads(str_dic)
print(type(list_dic2),list_dic2) #<class ‘list‘> [1, [‘a‘, ‘b‘, ‘c‘], 3, {‘k1‘: ‘v1‘, ‘k2‘: ‘v2‘}]

import json
f = open(‘json_file‘,‘w‘)
dic = {‘k1‘:‘v1‘,‘k2‘:‘v2‘,‘k3‘:‘v3‘}
json.dump(dic,f)  #dump方法接收一個文件句柄，直接將字典轉換成json字符串寫入文件
f.close()

f = open(‘json_file‘)
dic2 = json.load(f)  #load方法接收一個文件句柄，直接將文件中的json字符串轉換成數據結構返回
f.close()
print(type(dic2),dic2)

pickle

json & pickle 模塊

用於序列化的兩個模塊

• json，用於字符串 和 python數據類型間進行轉換
• pickle，用於python特有的類型 和 python的數據類型間進行轉換

pickle模塊提供了四個功能：dumps、dump(序列化，存）、loads（反序列化，讀）、load （不僅可以序列化字典，列表...可以把python中任意的數據類型序列化）

import pickle
dic = {‘k1‘:‘v1‘,‘k2‘:‘v2‘,‘k3‘:‘v3‘}
str_dic = pickle.dumps(dic)
print(str_dic)  #一串二進制內容

dic2 = pickle.loads(str_dic)
print(dic2)    #字典

import time
struct_time  = time.localtime(1000000000)
print(struct_time)
f = open(‘pickle_file‘,‘wb‘)
pickle.dump(struct_time,f)
f.close()

f = open(‘pickle_file‘,‘rb‘)
struct_time2 = pickle.load(f)
print(struct_time.tm_year)

這時候機智的你又要說了，既然pickle如此強大，為什麽還要學json呢？
這裏我們要說明一下，json是一種所有的語言都可以識別的數據結構。
如果我們將一個字典或者序列化成了一個json存在文件裏，那麽java代碼或者js代碼也可以拿來用。
但是如果我們用pickle進行序列化，其他語言就不能讀懂這是什麽了～
所以，如果你序列化的內容是列表或者字典，我們非常推薦你使用json模塊
但如果出於某種原因你不得不序列化其他的數據類型，而未來你還會用python對這個數據進行反序列化的話，那麽就可以使用pickle

shelve

shelve也是python提供給我們的序列化工具，比pickle用起來更簡單一些。
shelve只提供給我們一個open方法，是用key來訪問的，使用起來和字典類似。

import shelve
f = shelve.open(‘shelve_file‘)
f[‘key‘] = {‘int‘:10, ‘float‘:9.5, ‘string‘:‘Sample data‘}  #直接對文件句柄操作，就可以存入數據
f.close()

import shelve
f1 = shelve.open(‘shelve_file‘)
existing = f1[‘key‘]  #取出數據的時候也只需要直接用key獲取即可，但是如果key不存在會報錯
f1.close()
print(existing)

這個模塊有個限制，它不支持多個應用同一時間往同一個DB進行寫操作。所以當我們知道我們的應用如果只進行讀操作，我們可以讓shelve通過只讀方式打開DB

import shelve
f = shelve.open(‘shelve_file‘, flag=‘r‘)
existing = f[‘key‘]
f.close()
print(existing)

由於shelve在默認情況下是不會記錄待持久化對象的任何修改的，所以我們在shelve.open()時候需要修改默認參數，否則對象的修改不會保存。

import shelve
f1 = shelve.open(‘shelve_file‘)
print(f1[‘key‘])
f1[‘key‘][‘new_value‘] = ‘this was not here before‘
f1.close()

f2 = shelve.open(‘shelve_file‘, writeback=True)
print(f2[‘key‘])
f2[‘key‘][‘new_value‘] = ‘this was not here before‘
f2.close()

writeback方式有優點也有缺點。優點是減少了我們出錯的概率，並且讓對象的持久化對用戶更加的透明了；但這種方式並不是所有的情況下都需要，首先，使用writeback以後，shelf在open()的時候會增加額外的內存消耗，並且當DB在close()的時候會將緩存中的每一個對象都寫入到DB，這也會帶來額外的等待時間。因為shelve沒有辦法知道緩存中哪些對象修改了，哪些對象沒有修改，因此所有的對象都會被寫入。

常用模塊二