Task08：模块与datetime模块(2天)

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一、模块

1. 什么是模块
2. 命名空间
3. 导入模块
4. if __name__ == '__main__'
5. 搜索路径
6. 包（package）

二、datetime模块

1. datetime 类
2. date类
3. time类
4. timedelta类

正文

一、模块

1.什么是模块

容器 -> 数据的封装
函数 -> 语句的封装
类 -> 方法和属性的封装
模块 -> 程序文件

 也就是说模块就是一个程序文件

# 创造一个hello.py文件
def hi():
    print('Hi everyone, I love lsgogroup!')

2.命名空间

内置命名空间（Built-in Namespaces）：Python 运行起来，它们就存在了。内置函数的命名空间都属于内置命名空间，所以，我们可以在任何程序中直接运行它们，比如id(),不需要做什么操作，拿过来就直接使用了。
全局命名空间（Module：Global Namespaces）：每个模块创建它自己所拥有的全局命名空间，不同模块的全局命名空间彼此独立，不同模块中相同名称的命名空间，也会因为模块的不同而不相互干扰。
本地命名空间（Function & Class：Local Namespaces）：模块中有函数或者类，每个函数或者类所定义的命名空间就是本地命名空间。如果函数返回了结果或者抛出异常，则本地命名空间也结束了。

程序在查询上述三种命名空间的时候，就按照从里到外的顺序，即：Local Namespaces --> Global Namesspaces --> Built-in Namesspaces。

import hello

hello.hi()  # Hi everyone, I love lsgogroup!
hi()  # NameError: name 'hi' is not defined

3.导入模块

首先创建一个模块TemperatureConversion.py

# TemperatureConversion.py
def c2f(cel):
    fah = cel * 1.8 + 32
    return fah


def f2c(fah):
    cel = (fah - 32) / 1.8
    return cel

（1）import 模块名

import TemperatureConversion

print('32摄氏度 = %.2f华氏度' % TemperatureConversion.c2f(32))
print('99华氏度 = %.2f摄氏度' % TemperatureConversion.f2c(99))

# 32摄氏度 = 89.60华氏度
# 99华氏度 = 37.22摄氏度

（2）from 模块名import 函数名

from TemperatureConversion import c2f, f2c

print('32摄氏度 = %.2f华氏度' % c2f(32))
print('99华氏度 = %.2f摄氏度' % f2c(99))

# 32摄氏度 = 89.60华氏度
# 99华氏度 = 37.22摄氏度

（3）from 模块名import *

from TemperatureConversion import *

print('32摄氏度 = %.2f华氏度' % c2f(32))
print('99华氏度 = %.2f摄氏度' % f2c(99))

# 32摄氏度 = 89.60华氏度
# 99华氏度 = 37.22摄氏度

（4）import 模块名 as 新名字

import TemperatureConversion as tc

print('32摄氏度 = %.2f华氏度' % tc.c2f(32))
print('99华氏度 = %.2f摄氏度' % tc.f2c(99))

# 32摄氏度 = 89.60华氏度
# 99华氏度 = 37.22摄氏度

4. if __name__ == '__main__'

对于很多编程语言来说，程序都必须要有一个入口，而 Python 则不同，它属于脚本语言，不像编译型语言那样先将程序编译成二进制再运行，而是动态的逐行解释运行。也就是从脚本第一行开始运行，没有统一的入口

假设我们有一个 const.py 文件，内容如下：

PI = 3.14

def main():
    print("PI:", PI)

main()
# PI: 3.14

现在，我们写一个用于计算圆面积的 area.py 文件，area.py 文件需要用到 const.py 文件中的 PI 变量。从 const.py 中，我们把 PI 变量导入 area.py：

 

from const import PI

def calc_round_area(radius):
    return PI * (radius ** 2)

def main():
    print("round area: ", calc_round_area(2))

main()

'''
PI: 3.14
round area:  12.56
'''

我们看到 const.py 中的 main 函数也被运行了，实际上我们不希望它被运行，因为 const.py 提供的 main 函数只是为了测试常量定义。这时if __name__ == '__main__'派上了用场，我们把 const.py 改一下，添加if __name__ == "__main__"：

PI = 3.14

def main():
    print("PI:", PI)

if __name__ == "__main__":
    main()

运行 const.py，输出如下：

PI: 3.14

运行 area.py，输出如下：

round area:  12.56

__name__：是内置变量，可用于表示当前模块的名字。

import const

print(__name__)
# __main__

print(const.__name__)
# const

由此我们可知：如果一个 .py 文件（模块）被直接运行时，其__name__值为__main__，即模块名为__main__。

所以，if __name__ == '__main__'的意思是：当 .py 文件被直接运行时，if __name__ == '__main__'之下的代码块将被运行；当 .py 文件以模块形式被导入时，if __name__ == '__main__'之下的代码块不被运行。

 

5.搜索路径

当解释器遇到 import 语句，如果模块在当前的搜索路径就会被导入。

import sys

print(sys.path)

# ['C:\ProgramData\Anaconda3\DLLs', 'C:\ProgramData\Anaconda3\lib', 'C:\ProgramData\Anaconda3', 'C:\ProgramData\Anaconda3\lib\site-packages',...]

我们使用 import 语句的时候，Python 解释器是怎样找到对应的文件的呢？

这就涉及到 Python 的搜索路径，搜索路径是由一系列目录名组成的，Python 解释器就依次从这些目录中去寻找所引入的模块。

这看起来很像环境变量，事实上，也可以通过定义环境变量的方式来确定搜索路径。

搜索路径是在 Python 编译或安装的时候确定的，安装新的库应该也会修改。搜索路径被存储在 sys 模块中的 path 变量中。

 

6.包（package）

包是一种管理 Python 模块命名空间的形式，采用"点模块名称

创建包分为三个步骤：

创建一个文件夹，用于存放相关的模块，文件夹的名字即包的名字。
在文件夹中创建一个 __init__.py 的模块文件，内容可以为空。
将相关的模块放入文件夹中。

导入方式和模块差不多

 

二、datetime模块

1.datetime类

class datetime(date):
    def __init__(self, year, month, day, hour, minute, second, microsecond, tzinfo)
        pass
    def now(cls, tz=None):
        pass
    def timestamp(self):
        pass
    def fromtimestamp(cls, t, tz=None):
        pass
    def date(self):
        pass
    def time(self):
        pass
    def year(self):
        pass
    def month(self):
        pass
    def day(self):
        pass
    def hour(self):
        pass
    def minute(self):
        pass
    def second(self):
        pass
    def isoweekday(self):
        pass
    def strftime(self, fmt):
        pass
    def combine(cls, date, time, tzinfo=True):
        pass

方法整理如下：

要记住，前面要加上datetime.

datetime.now(tz=None) 获取当前的日期时间，输出顺序为：年、月、日、时、分、秒、微秒。
datetime.timestamp() 获取以 1970年1月1日为起点记录的秒数。
datetime.fromtimestamp(tz=None) 使用 unixtimestamp 创建一个 datetime。
datetime.strftime(fmt) 格式化 datetime 对象
datetime.date() Return the date part.
datetime.time() Return the time part, with tzinfo None.
datetime.year 年
datetime.month 月
datetime.day 日
datetime.hour 小时
datetime.minute 分钟
datetime.second 秒
datetime.isoweekday 星期几
parser.parse(timestr, parserinfo=None, **kwargs)

例子

import datetime as dt
dt.datetime.now()
dt.datetime.timestamp()  #TypeError: descriptor 'timestamp' of 'datetime.datetime' object needs an argument
dt.datetime.now().timestamp()    #1597042527.040217  化成时间戳
dt.datetime.fromtimestamp()  #TypeError: fromtimestamp() missing required argument 'timestamp' (pos 1)，要接受一个时间戳参数
dt.datetime.fromtimestamp(1597042527.040217)  #datetime.datetime(2020, 8, 10, 14, 55, 27, 40217)

datetime.strftime(fmt) 格式化 datetime 对象

%a    本地简化星期名称（如星期一，返回 Mon）
%A    本地完整星期名称（如星期一，返回 Monday）
%b    本地简化的月份名称（如一月，返回 Jan）
%B    本地完整的月份名称（如一月，返回 January）
%c    本地相应的日期表示和时间表示
%d    月内中的一天（0-31）
%H    24小时制小时数（0-23）
%I    12小时制小时数（01-12）
%j    年内的一天（001-366）
%m    月份（01-12）
%M    分钟数（00-59）
%p    本地A.M.或P.M.的等价符
%S    秒（00-59）
%U    一年中的星期数（00-53）星期天为星期的开始
%w    星期（0-6），星期天为星期的开始
%W    一年中的星期数（00-53）星期一为星期的开始
%x    本地相应的日期表示
%X    本地相应的时间表示
%y    两位数的年份表示（00-99）
%Y    四位数的年份表示（0000-9999）
%Z    当前时区的名称（如果是本地时间，返回空字符串）
%%    %号本身

如何将 datetime 对象转换为任何格式的日期

import datetime
#datetime.datetime的参数如下：
datetime.datetime(year=2020, month=6, day=25, hour=11, minute=51, second=49)
dt=datetime.datetime.now()
dt.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')  #'2020-08-10 15:04:41'
dt.strftime('%Y%m%d %H:%M:%S')  #'20200810 15:04:41'
dt.strftime('%d %B, %Y, %A')  #'10 August, 2020, Monday'
dt.strftime('%B-%d, %Y') #  'August-10, 2020'

datetime 对象包含很多与日期时间相关的实用功能

import datetime

dt = datetime.datetime(year=2020, month=6, day=25, hour=11, minute=51, second=49)
print(dt.date())  # 2020-06-25
print(type(dt.date()))  # <class 'datetime.date'>
print(dt.time())  # 11:51:49
print(type(dt.time()))  # <class 'datetime.time'>
print(dt.year)  # 2020
print(dt.month)  # 6
print(dt.day)  # 25
print(dt.hour)  # 11
print(dt.minute)  # 51
print(dt.second)  # 49
print(dt.isoweekday())  # 4

在处理含有字符串日期的数据集或表格时，我们需要一种自动解析字符串的方法，无论它是什么格式的，都可以将其转化为 datetime 对象。这时，就要使用到 dateutil 中的 parser 模块。

parser.parse(timestr, parserinfo=None, **kwargs)

如何在 python 中将字符串解析为 datetime对象？

from dateutil import parser

s = '2020-06-25'
dt = parser.parse(s)
print(dt)  # 2020-06-25 00:00:00
print(type(dt))  # <class 'datetime.datetime'>

s = 'March 31, 2010, 10:51pm'
dt = parser.parse(s)
print(dt)  # 2010-03-31 22:51:00
print(type(dt))  # <class 'datetime.datetime'>

计算以下列表中连续的天数。

import numpy as np
from dateutil import parser

dateString = ['Oct, 2, 1869', 'Oct, 10, 1869', 'Oct, 15, 1869', 'Oct, 20, 1869', 'Oct, 23, 1869']
dates = [parser.parse(i) for i in dateString]
td = np.diff(dates)
print(td)
# [datetime.timedelta(days=8) datetime.timedelta(days=5)
#  datetime.timedelta(days=5) datetime.timedelta(days=3)]
d = [i.days for i in td]
print(d)  # [8, 5, 5, 3]

2.date类

class date:
    def __init__(self, year, month, day):
        pass
    def today(cls):
        pass

date.today() 获取当前日期信息

如何在 Python 中获取当前日期和时间？

import datetime

d = datetime.date(2020, 6, 25)
print(d)  # 2020-06-25
print(type(d))  # <class 'datetime.date'>

d = datetime.date.today()
print(d)  # 2020-06-25
print(type(d))  # <class 'datetime.date'>

如何统计两个日期之间有多少个星期六？

import datetime

d1 = datetime.date(1869, 1, 2)
d2 = datetime.date(1869, 10, 2)
dt = (d2 - d1).days
print(dt)
print(d1.isoweekday())  # 6
print(dt // 7 + 1)  # 40

讲义里面就只有这些信息，我觉得不够，就找了点资料补充一下

date类是一个日期类，由年、月、日组成。由于Python也是面向对象编程语言，所以针对类，就会有构造函数，该类的构造函数如下： 
class datetime.date(year, month, day): 
year : 表示年,范围[MINYEAR, MAXYEAR]，即[1, 9999] 
month : 表示月，范围[1, 12] 
day ：一月中第几天，最大值根据给定的year，month参数来决定。例如闰年2月份有29天 

datetime.date.max和print datetime.date.min：date对象所能表示的最大最小日期，返回的是datetime.date类型的对象

import datetime
datetime.date.max  #datetime.date(9999, 12, 31)
datetime.date.min  #datetime.date(1, 1, 1)

datetime.date.today()：返回一个当前本地日期的date类型的对象

datetime.date.today()  #datetime.date(2020, 8, 10)

date.fromtimestamp()函数：根据给定的时间戳，返回一个date对象

import time
datetime.date.fromtimestamp(time.time())
#datetime.date(2020, 8, 10)

date.weekday()函数：参数必须是一个date类型的对象，返回该日期是一周中的第几天。返回值是一个整型。星期一，返回0；星期二，返回1。。。

 s=datetime.date.today()
 type(s)  #<type 'datetime.date'>
 datetime.date.weekday(s)  #0

date.isoweekday()函数：该函数需要一个datetime.date类型的参数。返回weekday中的星期几，星期一，返回1；星期二，返回2；以此类推

s=datetime.date.today()
datetime.date.isoweekday(s)  #1

date.isocalendar（）函数：该函数需要一个datetime.date类型的参数。返回date类型对象中的year（年），week（周），weekday（一周中的第几天），返回值是一个元组

 s=datetime.date.today()
 datetime.date.isocalendar(s)  #(2020, 33, 1)
 datetime.date.isocalendar(s)[1]   #第几周  33

date.strftime(fmt) 返回自定义格式的时间字符串。fmt是自定义的时间格式（前面有，不赘述了）

.replace(year, month, day)：生成一个新的日期对象  用参数指定的年，月，日代替原有对象中的属性。（原有对象仍保持不变）

s=datetime.date.today()
s.replace(year=2017)  #datetime.date(2017, 8, 10)
s  #datetime.date(2020, 8, 10)

日期的其他操作--日期加上一个时间间隔（datetime.timedela类的对象)

s=datetime.date.today()
s+datetime.timedelta(days=10)  #Out[231]: datetime.date(2020, 8, 20)
s-datetime.timedelta(days=10)  #datetime.date(2020, 7, 31)

日期的其他操作--两个date类型对象相减。返回两个日期的间隔对象，即：datetime.timedelta类型的对象

date1=datetime.date.today()
date2=date1.replace(day=19)
date1-date2  #datetime.timedelta(days=-9)

3.time类

class time:
    def __init__(self, hour, minute, second, microsecond, tzinfo):
        pass

如何使用 datetime.time() 类？

import datetime

t = datetime.time(12, 9, 23, 12980)
print(t)  # 12:09:23.012980
print(type(t))  # <class 'datetime.time'>

注意：

• 1秒 = 1000 毫秒（milliseconds）
• 1毫秒 = 1000 微妙（microseconds）

如何将给定日期转换为当天开始的时间？

import datetime

date = datetime.date(2019, 10, 2)
dt = datetime.datetime(date.year, date.month, date.day)
print(dt)  # 2019-10-02 00:00:00

dt = datetime.datetime.combine(date, datetime.time.min)
print(dt)  # 2019-10-02 00:00:00

4.timedelta类

timedelta 表示具体时间实例中的一段时间。你可以把它们简单想象成两个日期或时间之间的间隔。

它常常被用来从 datetime 对象中添加或移除一段特定的时间。

class timedelta(SupportsAbs[timedelta]):
    def __init__(self, days, seconds, microseconds, milliseconds, minutes, hours, weeks,):
        pass
    def days(self):
        pass
    def total_seconds(self):
        pass

如何使用 datetime.timedelta() 类？

import datetime

td = datetime.timedelta(days=30)
print(td)  # 30 days, 0:00:00
print(type(td))  # <class 'datetime.timedelta'>
print(datetime.date.today())  # 2020-07-01
print(datetime.date.today() + td)  # 2020-07-31

dt1 = datetime.datetime(2020, 1, 31, 10, 10, 0)
dt2 = datetime.datetime(2019, 1, 31, 10, 10, 0)
td = dt1 - dt2
print(td)  # 365 days, 0:00:00
print(type(td))  # <class 'datetime.timedelta'>

td1 = datetime.timedelta(days=30)  # 30 days
td2 = datetime.timedelta(weeks=1)  # 1 week
td = td1 - td2
print(td)  # 23 days, 0:00:00
print(type(td))  # <class 'datetime.timedelta'>

【练习】

1. 距离你出生那天过去多少天了？
2. 距离你今年的下一个生日还有多少天？
3. 将距离你今年的下一个生日的天数转换为秒数。

from dateutil import parser
import datetime

bDay = 'Oct 2, 1969'
dt1 = parser.parse(bDay).date()
dt2 = datetime.date.today()
dt3 = datetime.date(dt2.year, dt1.month, dt1.day)
print(dt1)  # 1969-10-02
print(dt2)  # 2020-07-01
print(dt3)  # 2020-10-02

td = dt2 - dt1
print(td.days)  # 18535
td = dt3 - dt2
print(td.days)  # 93
print(td.days * 24 * 60 * 60)  # 8035200
print(td.total_seconds())  # 8035200.0

练习题：

1、假设你获取了用户输入的日期和时间如2020-1-21 9:01:30，以及一个时区信息如UTC+5:00，均是str，请编写一个函数将其转换为timestamp：

题目说明:

2、编写Python程序以选择指定年份的所有星期日。

题目说明:

def all_sundays(year):
    import datetime 
    dt1=datetime.date(year,1,1)
    dt2=datetime.date(year,12,31)
    for i in range((dt2-dt1).days+1):
        if datetime.date.isoweekday(dt1+datetime.timedelta(days=i))==7:
            print((dt1+datetime.timedelta(days=i)).strftime('%Y-%m-%d'))

            
all_sundays(2020)