Python常用标准库(一)

知识点介绍

Python拥有一个强大的标准库。Python语言的核心只包含数字、字符串、列表、字典、文件等常见类型和函数，而由Python标准库提供了系统管理、网络通信、文本处理、数据库接口、图形系统、XML处理等额外的功能。

Python标准库的主要功能有：

文本处理，包含文本格式化、正则表达式匹配、文本差异计算与合并、Unicode支持，二进制数据处理等功能
文件处理，包含文件操作、创建临时文件、文件压缩与归档、操作配置文件等功能
操作系统功能，包含线程与进程支持、IO复用、日期与时间处理、调用系统函数、日志（logging）等功能
网络通信，包含网络套接字，SSL加密通信、异步网络通信等功能
网络协议，支持HTTP，FTP，SMTP，POP，IMAP，NNTP，XMLRPC等多种网络协议，并提供了编写网络服务器的框架
W3C格式支持，包含HTML，SGML，XML的处理。
其它功能，包括国际化支持、数学运算、HASH、Tkinter等

系统环境

Linux Ubuntu 14.04
Python 3.6
Ipython
PyCharm

本实验共包含sys、os、glob、math、random、platform、pikle与cPikle、subprocess等8个标准库

实验步骤

1.sys模块：

sys模块包括了一组非常实用的服务，内含很多函数方法和变量，用来处理Python运行时的配置以及资源，从而可以与前当程序之外的系统环境交互，如：Python解释器。

sys模块的常见函数列表：

(1) sys.argv 实现从程序外部向程序内部传递参数

sys.argv 变量是一个包含了命令行参数的字符串列表，利用命令行向程序传递参数.。其中，脚本的名称总是 sys.argv 列表的第一个参数。

argv[0] #代表本身名字

argv[1] #第一个参数

argv[2] #第二个参数

argv[3] #第三个参数

argv[N] #第N个参数

1.使用vim编辑一个test.py文件，内容如下：

#!/usr/bin/env python
import sys
print (sys.argv[0])
print (sys.argv[1])
print (sys.argv)

2.传递一个参数argvtest，运行test.py文件

python test.py argvtest

结果为：

test.py
argvtest
['test.py','argvtest']

值得注意的是，argv既然是一个列表，那么可以通过len()函数获取这个列表的长度从而知道输入的参数数量。可以看到列表把自身文件名也写了进去，所以当我们统计的使用应该-1才是实际的参数数量，因此可以使用len(sys.argv[1:])获取参数长度。

(2)sys.exit(n)

sys.exit(n) 退出程序引发SystemExit异常，可以捕获异常并执行些清理工作。n默认值为0，表示正常退出。其他都是非正常退出，还可以sys.exit("sorry, goodbye!")；一般主程序中使用此方式退出。

1.使用vim编辑一个exit.py文件，内容如下：

#!/usr/bin/python
import sys  print("hello world1")
sys.exit(0)  print("hello world2")

2.运行exit.py文件

python exit.py
结果为：
hello world1

(3)sys.path

模块搜索路径，可以将写好的模块放在该路径下，就可以在程序中import时正确找到

示例：

import sys  sys.path

输出的是一个列表，里面包含了当前Python解释器所能找到的模块目录。

(4)sys.modules

sys.modules是一个全局字典，该字典是python启动后就加载在内存中。每当程序员导入新的模块，sys.modules将自动记录该模块。当第二次再导入该模块时，python会直接到字典中查找，从而加快了程序运行的速度。它拥有字典所拥有的一切方法。

1.使用vim编辑一个modules.py文件，内容如下：

#!/usr/bin/python
import sys  print(sys.modules.keys())
print("**************************************************************************")
print(sys.modules.values())
print("**************************************************************************")
print(sys.modules["os"])

2.运行modules.py文件

python modules.py

(5)sys.stdin/sys.stdout/sys.stderr

stdin，stdout，stderr包含与标准I/O流对应的流对象，如果需要更好地控制输出，而print不能满足我们的要求，它们就是我们所需要的。也可以替换它们，这时候我们可以重定向输出和输入到其它设备( device )，或者以非标准的方式处理它们。

1.测试一下标准输入：

import sys
print('Hi, %s!' %input('Please enter your name: '))

2.测试一下标准输出：

print('Hello World!\n')

这就是从标准输入：键盘获取信息，再输出到标准输出：屏幕;

那么上面的例子中input和print是如何与标准输入/输出流建立关系的呢？

其实Python程序的标准输入/输出/出错流定义在sys模块中，分别为： sys.stdin，sys.stdout，sys.stderr

上面的测试标准输入、输出程序与下列的程序是一样的：

3.使用vim编辑一个stdin.py文件，内容如下：

#!/usr/bin/python
import sys
print('Please enter your name:')
name=sys.stdin.readline()[:-1]
print('Hi, %s!' %name)

4.运行stdin.py文件

python stdin.py
结果为：
Please enter your name:
python
Hi,python!

5.使用vim编辑一个stdout.py文件，内容如下：

#!/usr/bin/python
import sys
sys.stdout.write('Hello World!\n')

6.运行stdout.py文件

python stdout.py
结果为：
Hello World!

7.sys.stderr一般是错误信息。stderr对象接收出错信息。

2.os模块：

在自动化测试中，经常需要查找操作文件，比如说查找配置文件（从而读取配置文件的信息），查找测试报告（从而发送测试报告邮件），经常要对大量文件和大量路径进行操作，这就依赖于os模块

在Python界面可以通过help()命令查看os模块的详细介绍，按q退出help()

import os  help(os)

os以及其子模块包含的功能很多，这里我们介绍常用子模块

(1)关于path子模块：

(2)关于文件/目录/属性

(3)关于环境变量

(4)关于进程

3.glob模块：

文件查找，支持通配符（*、？、[]）

1.创建a.sh、b.sh、c.sh、ab.sh

touch a.sh b.sh c.sh ab.sh

2.查找目录中所有以.sh为后缀的文件

import glob  glob.glob('/data/*.sh')

3.查找目录中以单个字符命名并以.sh为后缀的文件

4.查找/data目录中的a.sh或b.sh的文件

4.math模块：

数字处理模块

5.random模块：

生成随机数

6.platform模块：

获取操作系统详细信息

7.pickle与cPickle模块：

创建可移植的Python序列化对象，持久化存储到文件

(1)pickle

pickle库有两个常用的方法，dump()、load() 和dumps()、 loads()

dump()方法是把对象保存到文件中。格式：dump(obj, file, protocol=None)

load()方法是从文件中读数据，重构为原来的Python对象。格式：load(file)

举例：

1.使用dump()方法将字典序列化到文件

import pickle  dict = {'a':1,'b':2,'c':3}  output = open('/data/data.plk','wb')  pickle.dump(dict,output)  output.close()

2.使用load()方法读取data.plk文件

dumps()返回一个pickle格式化的字符串。格式：dumps(obj, protocol=None)

loads()解析pickle字符串为对象。

举例：

#创建安一个字符串s
s = 'abc'
#使用dumps()方法返回一个pickle格式化的字符串
pkl = pickle.dumps(s)  pkl
#使用loads()方法解析pickle字符串为对象
pickle.loads(pkl)

(2)cPickle

cPickle库是C语言实现，对pickle进行了优化，提升了性能，代码中建议使用。cPicke提供了与pickle相同的dump()、load() 和dumps()、 loads()方法，用法一样。

8.subprocess模块：

subprocess库会fork一个子进程去执行任务，连接到子进程的标准输入、输出、错误，并获得它们的返回代码。这个模块将取代os.system、os.spawn*、os.popen*、popen2.*和commands.*。

(1)subprocess.call()：运行命令与参数。等待命令完成，返回执行状态码。

#导入subprocess
import subprocess
方法一：
subprocess.call(["ls", "-l"])
方法二：
subprocess.call('ls -l', shell=True)

(2)subprocess.Popen()：subprocess模块中只定义了一个类: Popen。

可以使用Popen来创建进程，并与进程进行复杂的交互。它的构造函数如下：

subprocess.Popen(args, bufsize=0, executable=None, stdin=None, stdout=None, stderr=None, preexec_fn=None, close_fds=False, shell=False, cwd=None, env=None, universal_newlines=False, startupinfo=None, creationflags=0)

subprocess.Popen()类又提供的方法：