Python学习笔记

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Python学习笔记
第十四站百宝箱
- 1. 什么叫模块
- 2. 自定义模块
- 3. 以主程序的形式执行
- 4. python中的包
- 5. 第三方模块的安装及使用
- 6. 本章作业

课程笔记参考B站视频： Python全栈开发教程。

第十四站百宝箱

本章介绍模块。

1. 什么叫模块

模块(Modules) 是比函数范围更广一层的概念，一个模块中可以包含多个函数、类、语句。在Python中一个扩展名为.py的文件就是一个模块。使用模块的好处有：

方便其它程序和脚本的导入并使用。

避免函数名和变量名冲突。

提高代码的可维护性。

提高代码的可重用性。

下图给出了这些概念囊括类型（注意一个Python程序可以包含多个包）：

#mermaid-svg-Uv8w66Rre4DvgdMB {font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}#mermaid-svg-Uv8w66Rre4DvgdMB .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-svg-Uv8w66Rre4DvgdMB .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-svg-Uv8w66Rre4DvgdMB .edge-thickness-normal{stroke-width:2px;}#mermaid-svg-Uv8w66Rre4DvgdMB .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-svg-Uv8w66Rre4DvgdMB .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-svg-Uv8w66Rre4DvgdMB .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-svg-Uv8w66Rre4DvgdMB .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-svg-Uv8w66Rre4DvgdMB .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-svg-Uv8w66Rre4DvgdMB .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-svg-Uv8w66Rre4DvgdMB svg{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-svg-Uv8w66Rre4DvgdMB .label{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;color:#333;}#mermaid-svg-Uv8w66Rre4DvgdMB .cluster-label text{fill:#333;}#mermaid-svg-Uv8w66Rre4DvgdMB .cluster-label span{color:#333;}#mermaid-svg-Uv8w66Rre4DvgdMB .label text,#mermaid-svg-Uv8w66Rre4DvgdMB span{fill:#333;color:#333;}#mermaid-svg-Uv8w66Rre4DvgdMB .node rect,#mermaid-svg-Uv8w66Rre4DvgdMB .node circle,#mermaid-svg-Uv8w66Rre4DvgdMB .node ellipse,#mermaid-svg-Uv8w66Rre4DvgdMB .node polygon,#mermaid-svg-Uv8w66Rre4DvgdMB .node path{fill:#ECECFF;stroke:#9370DB;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-Uv8w66Rre4DvgdMB .node .label{text-align:center;}#mermaid-svg-Uv8w66Rre4DvgdMB .node.clickable{cursor:pointer;}#mermaid-svg-Uv8w66Rre4DvgdMB .arrowheadPath{fill:#333333;}#mermaid-svg-Uv8w66Rre4DvgdMB .edgePath .path{stroke:#333333;stroke-width:2.0px;}#mermaid-svg-Uv8w66Rre4DvgdMB .flowchart-link{stroke:#333333;fill:none;}#mermaid-svg-Uv8w66Rre4DvgdMB .edgeLabel{background-color:#e8e8e8;text-align:center;}#mermaid-svg-Uv8w66Rre4DvgdMB .edgeLabel rect{opacity:0.5;background-color:#e8e8e8;fill:#e8e8e8;}#mermaid-svg-Uv8w66Rre4DvgdMB .cluster rect{fill:#ffffde;stroke:#aaaa33;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-Uv8w66Rre4DvgdMB .cluster text{fill:#333;}#mermaid-svg-Uv8w66Rre4DvgdMB .cluster span{color:#333;}#mermaid-svg-Uv8w66Rre4DvgdMB div.mermaidTooltip{position:absolute;text-align:center;max-width:200px;padding:2px;font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:12px;background:hsl(80, 100%, 96.2745098039%);border:1px solid #aaaa33;border-radius:2px;pointer-events:none;z-index:100;}#mermaid-svg-Uv8w66Rre4DvgdMB :root{--mermaid-font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;}

包

模块

函数

类

类属性

实例方法

实例属性

类方法

静态方法

语句

2. 自定义模块

创建模块的步骤就是 新建一个.py文件，注意名称尽量不要与Python自带的标准模块名称相同。导入模块的标准语法格式有以下两种：

'''方法一：导入整个模块'''
import 模块名称 [as别名]'''方法二：导入模块的某个函数/变量/类'''
from 模块名称 import 函数/变量/类 [as 别名]

下面是导入整个模块的代码示例：

'''math是关于数学计算的一个模块'''
import math
print(id(math), type(math), math)
print(dir(math))
print('---------调用math中的变量、函数等----------')
print(math.pi)
print(math.ceil(9.98))

运行结果

2740922946160 <class 'module'> <module 'math' (built-in)>
['__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'acos', 'acosh',
'asin', 'asinh', 'atan', 'atan2', 'atanh', 'ceil', 'comb', 'copysign', 'cos', 'cosh',
'degrees', 'dist', 'e', 'erf', 'erfc', 'exp', 'expm1', 'fabs', 'factorial', 'floor',
'fmod', 'frexp', 'fsum', 'gamma', 'gcd', 'hypot', 'inf', 'isclose', 'isfinite',
'isinf', 'isnan', 'isqrt', 'ldexp', 'lgamma', 'log', 'log10', 'log1p', 'log2', 'modf',
'nan', 'perm', 'pi', 'pow', 'prod', 'radians', 'remainder', 'sin', 'sinh', 'sqrt',
'tan', 'tanh', 'tau', 'trunc']
---------调用math中的变量、函数等----------
3.141592653589793
10

注：上述目录为手动换行。

下面是从模块中导入单个函数/变量/类的代码示例：

from math import pi
print(type(pi), pi)
print(math.pow(2,3))

运行结果

<class 'float'> 3.141592653589793
8.0

注意单独导入的函数/变量等就不需要再加math.了。

下面演示如何自定义模块：

Pycharm中创建Python Package包文件夹，右键–>标记目录为–>Source Root。
在该包文件中创建Python文件calc.py，写入以下代码：

def add(a, b):return a+b
def mul(a, b):return a*b

新建一个文件。即可使用这个包中的模块：

import calc
print(calc.add(1.0, 2))
print(calc.mul(3, 1.2))

运行结果为：

3.0
3.5999999999999996

3. 以主程序的形式执行

在每个模块的定义中都包括一个记录模块名称的变量_ _name_ _，程序可以检查该变量，以确定他们在哪个模块中执行。如果一个模块不是被导入到其它程序中执行，那么它可能在解释器的顶级模块中执行。顶级模块的_ _name_ _变量的值为_ _main_ _。

上面这段翻译成人话就是，如果我在定义模块的文件中，也写了一些输出的语句，那么我在其他文件中调用这个模块时，会首先执行完模块中的输出语句，然后再执行其他的文件语句。这肯定不行啊，于是可以在定义模块的时候给所有的语句都加上下面这句限制条件：

if __name__ == '__main__':

含义就是只有当这个模块作为main文件的时候，才会运行if块里面的语句，否则不会运行，于是称之为“以主程序形式运行”。

下面是代码示例：

模块文件：

def add(a, b):return a+b
def mul(a, b):return a*bif __name__ == '__main__':print(add(10, 20))print(mul(10, 20))

主文件：

import calc
print(calc.add(1.0, 2))

运行结果1（加上以主程序运行的判定条件）

3.0

运行结果2（不加判定条件）

30
200
3.0

4. python中的包

Python中的 包(Package) 是一个分层次的目录结构，它将一组功能相近的模块组织在一个目录下。作用是规范代码、避免模块名称冲突。与包相似的概念是 目录(Directory)，它们的区别是：

包含_ _init_ .py文件的目录称为包。

目录里通常不包含_ _init_ _.py文件。

注：只要在目录中创建一个_ _main_ _.py文件，那么这个目录就立刻转换成包。

包的导入语法如下

import 包名.模块名 [as 别名]from 包名 import 模块名 [as 别名]

最后切记：

使用import…方式进行导入时，只能跟包名或模块名。

使用from…import…可以导入包，模块，函数，变量。

下面是Python自带的一些常用的模块：

模块名	描述
sys	与Python解释器及其环境操作相关的标准库
time	提供与时间相关的各种函数的标准库
os	提供了访问操作系统服务功能的标准库
calendar	提供与日期相关的各种函数的标准库
urllib（包）	用于读取来自网上(服务器)的数据标准库
json	用于使用JSON序列化和反序列化对象
re	用于在字符串中执行正则表达式匹配和替换
math	提供标准算术运算函数的标准库
decimal	用于进行精确控制运算精度、有效数位和四舍五入操作的十进制运算
logging	提供了灵活的记录事件、错误、警告和调试信息等目志信息的功能

以上模块导入后都可以直接点开查看具体的函数有哪些。

下面是代码示例：

import sys
import time
import urllib.request
print('-----获取存储变量的内存大小（单位：字节）-----')
help(sys.getsizeof)
print(sys.getsizeof(12))
print(sys.getsizeof(23.6))
print(sys.getsizeof(True))
print(sys.getsizeof('嗯'))print('-----使用time模块中的一些函数-----')
help(time.time)
print(time.time()) # 输出距离1970-01-01 00:00:00 UTC(Epoch)过去的秒数
print(time.localtime(time.time()))# 转换成年月日等时间print('-----使用urllib包中的一些函数-----')
print(urllib.request.urlopen('http://baidu.com').read()) #.read()表示读取
# 哔哩哔哩要用post请求，而不是requests

运行结果

-----获取存储变量的内存大小（单位：字节）-----
Help on built-in function getsizeof in module sys:getsizeof(...)getsizeof(object [, default]) -> intReturn the size of object in bytes.28
24
28
76
-----使用time模块中的一些函数-----
Help on built-in function time in module time:time(...)time() -> floating point numberReturn the current time in seconds since the Epoch.Fractions of a second may be present if the system clock provides them.1657612783.7382038
time.struct_time(tm_year=2022, tm_mon=7, tm_mday=12, tm_hour=15, tm_min=59, tm_sec=43, tm_wday=1, tm_yday=193, tm_isdst=0)
-----使用urllib包中的一些函数-----
b'<html>\n<meta http-equiv="refresh" content="0;url=http://www.baidu.com/">\n</html>\n'

5. 第三方模块的安装及使用

Python很强大，很大程度上也是因为第三方模块丰富多样。下面是第三方模块的安装语法（在线安装，最常用）：

pip install 模块名

下面是安装schedule模块，这个模块主要用于计划：

配置环境变量：“我的电脑→属性→高级系统设置→环境变量→点击系统变量Path→编辑→新建→浏览放入python目录下的Scripts”。
win+r输入cmd，然后输入pip install schedule即可。
若不想用windows命令行（也有可能在windoiws命令行安装完成后，依旧不能导入模块），直接在Pycharm最下面的终端(Terminal)安装即可。

安装完成后，第三方模块的使用语法如下：

import 模块名

下面是代码示例：

import schedule
import timedef job():print('哈哈哈...')schedule.every(3).seconds.do(job)# 每3秒执行一次函数job
while 1:schedule.run_pending()  # 开始执行time.sleep(1)           # 休眠1秒

于是程序便可以每个3秒输出1次，然后休眠1秒，循环不止。

6. 本章作业

1. 模拟高铁售票系统

下面是代码示例：

import prettytable as pt
# 显示座席
def show_seat(row_num):table1 = pt.PrettyTable()# 定义标题table1.field_names = ['行号', '座位1', '座位2', '座位3', '座位4', '座位5']# 定义每一行for i in range(row_num):lst = [f'第{i+1}行', '有票', '有票', '有票', '有票', '有票']table1.add_row(lst)# 打印表格print(table1)def order_ticket(row_num, row, column):tb = pt.PrettyTable()tb.field_names = ['行号', '座位1', '座位2', '座位3', '座位4', '座位5']for i in range (row_num):if int(row)==i+1:lst = [f'第{i + 1}行', '有票', '有票', '有票', '有票', '有票']lst[int (column)] = '已售'tb. add_row(lst)else:lst = [f'第{i + 1}行', '有票', '有票', '有票', '有票', '有票']tb.add_row(lst)print(tb)if __name__ in '__main__':row_num = 13show_seat(row_num)order_ticket(row_num, 1, 1)

运行结果

+--------+-------+-------+-------+-------+-------+
|  行号  | 座位1 | 座位2 | 座位3 | 座位4 | 座位5 |
+--------+-------+-------+-------+-------+-------+
| 第1行  |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |
| 第2行  |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |
| 第3行  |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |
| 第4行  |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |
| 第5行  |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |
| 第6行  |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |
| 第7行  |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |
| 第8行  |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |
| 第9行  |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |
| 第10行 |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |
| 第11行 |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |
| 第12行 |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |
| 第13行 |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |
+--------+-------+-------+-------+-------+-------+
+--------+-------+-------+-------+-------+-------+
|  行号  | 座位1 | 座位2 | 座位3 | 座位4 | 座位5 |
+--------+-------+-------+-------+-------+-------+
| 第1行  |  已售 |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |
| 第2行  |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |
| 第3行  |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |
| 第4行  |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |
| 第5行  |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |
| 第6行  |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |
| 第7行  |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |
| 第8行  |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |
| 第9行  |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |
| 第10行 |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |
| 第11行 |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |
| 第12行 |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |
| 第13行 |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |  有票 |
+--------+-------+-------+-------+-------+-------+

评论：我只想说这个程序很智障，只能定一次票。由于我在PrettyTable里面反复的查找，也没有看到直接获取某个元素的函数，只能说这个模块只能用于美化显示，而不是对元素进行修改等操作。理想的情况应该是将所有作为存成一个二维列表，所有的中间处理过程都在列表完成，只有最后显示的时候才使用PrettyTable。

思来想去，虽然骂爽了，但是自己不写点什么好像也说不过去，于是下面是代码示例：

import prettytable as pt
# 显示座席
def show_seat(seat_lst):table1 = pt.PrettyTable()# 定义标题table1.field_names = ['行号', '座位1', '座位2', '座位3', '座位4', '座位5']# 定义每一行for index,value in enumerate(seat_lst):lst = [f'第{index+1}行']lst.extend(value)table1.add_row(lst)# 打印表格print(table1)# 初始化座位列表
def ini_seat(row_num):lst = []for i in range(row_num):lst.append(['有票', '有票', '有票', '有票', '有票'])return lst# 订票
def order_seat(seat_lst, row, column):if seat_lst[row-1][column-1] == '已售':print('对不起，这个座位已售出！')else:seat_lst[row - 1][column - 1] = '已售'return seat_lstif __name__ in '__main__':row_num = 13lst_seat = ini_seat(row_num)show_seat(lst_seat)while True:position = input('请输入座位的行列(如：13,1)：')posi_lst = position.split(',')row = int(posi_lst[0])col = int(posi_lst[1])lst_seat = order_seat(lst_seat, row, col)con_judge = input('是否继续订票？y/n ')while con_judge!='n' and con_judge!='N' and con_judge!='y' and con_judge!='Y':con_judge = input('输入错误！是否继续订票？y/n ')show_seat(lst_seat)if con_judge=='Y' or con_judge=='y':continueelse:print('感谢您的使用！')break

2. 推算今年几天后的日期

下面是代码示例：

import datetime
def inputdate():indate = input('请输入开始日期（如：20220707）后按回车：')indate = indate.strip() # 去掉前后的空格datestr = indate[0:4] + '-' + indate[4:6] + '-' + indate[6:]return datetime.datetime.strptime(datestr,'%Y-%m-%d')
if __name__ == '__main__':print('推算几天后的日期'.center(30,'-'))sdate = inputdate()in_num = int(input('请输入间隔的天数：'))fdate = sdate + datetime.timedelta(days=in_num)print('推算的日期是：' + str(fdate).split(' ')[0])

运行结果

-----------推算几天后的日期-----------
请输入开始日期（如：20220707）后按回车：20220701
请输入间隔的天数：-1
推算的日期是：2022-06-30