Python开发【第六篇】：模块

模块，用一砣代码实现了某个功能的代码集合。 

类似于函数式编程和面向过程编程，函数式编程则完成一个功能，其他代码用来调用即可，提供了代码的重用性和代码间的耦合。而对于一个复杂的功能来，可能需要多个函数才能完成（函数又可以在不同的.py文件中），n个 .py 文件组成的代码集合就称为模块。

如：os 是系统相关的模块；file是文件操作相关的模块

模块分为三种：

• 自定义模块
• 第三方模块
• 内置模块

自定义模块

1、定义模块

情景一：

　　

情景二：

　　

情景三：

　　

2、导入模块

Python之所以应用越来越广泛，在一定程度上也依赖于其为程序员提供了大量的模块以供使用，如果想要使用模块，则需要导入。导入模块有一下几种方法：

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import module from module.xx.xx import xx from module.xx.xx import xx as rename  from module.xx.xx import *

导入模块其实就是告诉Python解释器去解释那个py文件

• 导入一个py文件，解释器解释该py文件
• 导入一个包，解释器解释该包下的 __init__.py 文件 【py2.7】

那么问题来了，导入模块时是根据那个路径作为基准来进行的呢？即：sys.path

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import sys print sys.path     结果： ['/Users/wupeiqi/PycharmProjects/calculator/p1/pp1', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/setuptools-15.2-py2.7.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/distribute-0.6.28-py2.7.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/MySQL_python-1.2.4b4-py2.7-macosx-10.10-x86_64.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/xlutils-1.7.1-py2.7.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/xlwt-1.0.0-py2.7.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/xlrd-0.9.3-py2.7.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/tornado-4.1-py2.7-macosx-10.10-x86_64.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/backports.ssl_match_hostname-3.4.0.2-py2.7.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/certifi-2015.4.28-py2.7.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/pyOpenSSL-0.15.1-py2.7.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/six-1.9.0-py2.7.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/cryptography-0.9.1-py2.7-macosx-10.10-x86_64.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/cffi-1.1.1-py2.7-macosx-10.10-x86_64.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/ipaddress-1.0.7-py2.7.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/enum34-1.0.4-py2.7.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/pyasn1-0.1.7-py2.7.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/idna-2.0-py2.7.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/pycparser-2.13-py2.7.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/Django-1.7.8-py2.7.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/paramiko-1.10.1-py2.7.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/gevent-1.0.2-py2.7-macosx-10.10-x86_64.egg', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages/greenlet-0.4.7-py2.7-macosx-10.10-x86_64.egg', '/Users/wupeiqi/PycharmProjects/calculator', '/usr/local/Cellar/python/2.7.9/Frameworks/Python.framework/Versions/2.7/lib/python27.zip', '/usr/local/Cellar/python/2.7.9/Frameworks/Python.framework/Versions/2.7/lib/python2.7', '/usr/local/Cellar/python/2.7.9/Frameworks/Python.framework/Versions/2.7/lib/python2.7/plat-darwin', '/usr/local/Cellar/python/2.7.9/Frameworks/Python.framework/Versions/2.7/lib/python2.7/plat-mac', '/usr/local/Cellar/python/2.7.9/Frameworks/Python.framework/Versions/2.7/lib/python2.7/plat-mac/lib-scriptpackages', '/usr/local/Cellar/python/2.7.9/Frameworks/Python.framework/Versions/2.7/lib/python2.7/lib-tk', '/usr/local/Cellar/python/2.7.9/Frameworks/Python.framework/Versions/2.7/lib/python2.7/lib-old', '/usr/local/Cellar/python/2.7.9/Frameworks/Python.framework/Versions/2.7/lib/python2.7/lib-dynload', '/usr/local/lib/python2.7/site-packages', '/Library/Python/2.7/site-packages']

如果sys.path路径列表没有你想要的路径，可以通过 sys.path.append('路径') 添加。

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import sys import os project_path = os.path.dirname(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__))) sys.path.append(project_path)

模块

内置模块是Python自带的功能，在使用内置模块相应的功能时，需要【先导入】再【使用】

一、sys

用于提供对Python解释器相关的操作：

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sys.argv           命令行参数List，第一个元素是程序本身路径 sys.exit(n)        退出程序，正常退出时exit(0) sys.version        获取Python解释程序的版本信息 sys.maxint         最大的Int值 sys.path           返回模块的搜索路径，初始化时使用PYTHONPATH环境变量的值 sys.platform       返回操作系统平台名称 sys.stdin          输入相关 sys.stdout         输出相关 sys.stderror       错误相关

 

二、os

用于提供系统级别的操作：

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os.getcwd()                 获取当前工作目录，即当前python脚本工作的目录路径 os.chdir("dirname")         改变当前脚本工作目录；相当于shell下cd os.curdir                   返回当前目录: ('.') os.pardir                   获取当前目录的父目录字符串名：('..') os.makedirs('dir1/dir2')    可生成多层递归目录 os.removedirs('dirname1')   若目录为空，则删除，并递归到上一级目录，如若也为空，则删除，依此类推 os.mkdir('dirname')         生成单级目录；相当于shell中mkdir dirname os.rmdir('dirname')         删除单级空目录，若目录不为空则无法删除，报错；相当于shell中rmdir dirname os.listdir('dirname')       列出指定目录下的所有文件和子目录，包括隐藏文件，并以列表方式打印 os.remove()                 删除一个文件 os.rename("oldname","new")  重命名文件/目录 os.stat('path/filename')    获取文件/目录信息 os.sep                      操作系统特定的路径分隔符，win下为"\",Linux下为"/" os.linesep                  当前平台使用的行终止符，win下为" ",Linux下为" " os.pathsep                  用于分割文件路径的字符串 os.name                     字符串指示当前使用平台。win->'nt'; Linux->'posix' os.system("bash command")   运行shell命令，直接显示 os.environ                  获取系统环境变量 os.path.abspath(path)       返回path规范化的绝对路径 os.path.split(path)         将path分割成目录和文件名二元组返回 os.path.dirname(path)       返回path的目录。其实就是os.path.split(path)的第一个元素 os.path.basename(path)      返回path最后的文件名。如何path以／或结尾，那么就会返回空值。即os.path.split(path)的第二个元素 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是绝对路径，返回True os.path.isfile(path)        如果path是一个存在的文件，返回True。否则返回False os.path.isdir(path)         如果path是一个存在的目录，则返回True。否则返回False os.path.join(path1[, path2[, ...]])  将多个路径组合后返回，第一个绝对路径之前的参数将被忽略 os.path.getatime(path)      返回path所指向的文件或者目录的最后存取时间 os.path.getmtime(path)      返回path所指向的文件或者目录的最后修改时间

三、hashlib

用于加密相关的操作，代替了md5模块和sha模块，主要提供 SHA1, SHA224, SHA256, SHA384, SHA512 ，MD5 算法

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import hashlib   # ######## md5 ######## hash = hashlib.md5() # help(hash.update) hash.update(bytes('admin', encoding='utf-8')) print(hash.hexdigest()) print(hash.digest())     ######## sha1 ########   hash = hashlib.sha1() hash.update(bytes('admin', encoding='utf-8')) print(hash.hexdigest())   # ######## sha256 ########   hash = hashlib.sha256() hash.update(bytes('admin', encoding='utf-8')) print(hash.hexdigest())     # ######## sha384 ########   hash = hashlib.sha384() hash.update(bytes('admin', encoding='utf-8')) print(hash.hexdigest())   # ######## sha512 ########   hash = hashlib.sha512() hash.update(bytes('admin', encoding='utf-8')) print(hash.hexdigest())

以上加密算法虽然依然非常厉害，但时候存在缺陷，即：通过撞库可以反解。所以，有必要对加密算法中添加自定义key再来做加密。

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import hashlib   # ######## md5 ########   hash = hashlib.md5(bytes('898oaFs09f',encoding="utf-8")) hash.update(bytes('admin',encoding="utf-8")) print(hash.hexdigest())

python内置还有一个 hmac 模块，它内部对我们创建 key 和 内容 进行进一步的处理然后再加密

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import hmac   h = hmac.new(bytes('898oaFs09f',encoding="utf-8")) h.update(bytes('admin',encoding="utf-8")) print(h.hexdigest())

四、random

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import random   print(random.random()) print(random.randint(1, 2)) print(random.randrange(1, 10))

 

五、re

python中re模块提供了正则表达式相关操作

字符：

　　. 匹配除换行符以外的任意字符
　　w 匹配字母或数字或下划线或汉字
　　s 匹配任意的空白符
　　d 匹配数字
　　 匹配单词的开始或结束
　　^ 匹配字符串的开始
　　$ 匹配字符串的结束

次数：

　　* 重复零次或更多次
　　+ 重复一次或更多次
　　? 重复零次或一次
　　{n} 重复n次
　　{n,} 重复n次或更多次
　　{n,m} 重复n到m次

match

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# match，从起始位置开始匹配，匹配成功返回一个对象，未匹配成功返回None      match(pattern, string, flags=0)  # pattern： 正则模型  # string ： 要匹配的字符串  # falgs  ： 匹配模式      X  VERBOSE     Ignore whitespace and comments for nicer looking RE's.      I  IGNORECASE  Perform case-insensitive matching.      M  MULTILINE   "^" matches the beginning of lines (after a newline)                     as well as the string.                     "$" matches the end of lines (before a newline) as well                     as the end of the string.      S  DOTALL      "." matches any character at all, including the newline.        A  ASCII       For string patterns, make w, W, , B, d, D                     match the corresponding ASCII character categories                     (rather than the whole Unicode categories, which is the                     default).                     For bytes patterns, this flag is the only available                     behaviour and needn't be specified.             L  LOCALE      Make w, W, , B, dependent on the current locale.      U  UNICODE     For compatibility only. Ignored for string patterns (it                     is the default), and forbidden for bytes patterns.

 

search

1 2	# search,浏览整个字符串去匹配第一个，未匹配成功返回None # search(pattern, string, flags=0)

 

findall

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# findall，获取非重复的匹配列表；如果有一个组则以列表形式返回，且每一个匹配均是字符串；如果模型中有多个组，则以列表形式返回，且每一个匹配均是元祖； # 空的匹配也会包含在结果中 #findall(pattern, string, flags=0)

 

sub

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# sub，替换匹配成功的指定位置字符串   sub(pattern, repl, string, count=0, flags=0) # pattern： 正则模型 # repl   ： 要替换的字符串或可执行对象 # string ： 要匹配的字符串 # count  ： 指定匹配个数 # flags  ： 匹配模式

 

split

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# split，根据正则匹配分割字符串   split(pattern, string, maxsplit=0, flags=0) # pattern： 正则模型 # string ： 要匹配的字符串 # maxsplit：指定分割个数 # flags  ： 匹配模式

 

 

六、序列化

Python中用于序列化的两个模块

• json     用于【字符串】和 【python基本数据类型】 间进行转换
• pickle   用于【python特有的类型】 和 【python基本数据类型】间进行转换

Json模块提供了四个功能：dumps、dump、loads、load

pickle模块提供了四个功能：dumps、dump、loads、load

 

七、configparser

configparser用于处理特定格式的文件，其本质上是利用open来操作文件。

 

1、获取所有节点

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import configparser   config = configparser.ConfigParser() config.read('xxxooo', encoding='utf-8') ret = config.sections() print(ret)

2、获取指定节点下所有的键值对

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import configparser   config = configparser.ConfigParser() config.read('xxxooo', encoding='utf-8') ret = config.items('section1') print(ret)

3、获取指定节点下所有的建

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import configparser   config = configparser.ConfigParser() config.read('xxxooo', encoding='utf-8') ret = config.options('section1') print(ret)

4、获取指定节点下指定key的值

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import configparser   config = configparser.ConfigParser() config.read('xxxooo', encoding='utf-8')     v = config.get('section1', 'k1') # v = config.getint('section1', 'k1') # v = config.getfloat('section1', 'k1') # v = config.getboolean('section1', 'k1')   print(v)

5、检查、删除、添加节点

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import configparser   config = configparser.ConfigParser() config.read('xxxooo', encoding='utf-8')     # 检查 has_sec = config.has_section('section1') print(has_sec)   # 添加节点 config.add_section("SEC_1") config.write(open('xxxooo', 'w'))   # 删除节点 config.remove_section("SEC_1") config.write(open('xxxooo', 'w'))

6、检查、删除、设置指定组内的键值对

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import configparser   config = configparser.ConfigParser() config.read('xxxooo', encoding='utf-8')   # 检查 has_opt = config.has_option('section1', 'k1') print(has_opt)   # 删除 config.remove_option('section1', 'k1') config.write(open('xxxooo', 'w'))   # 设置 config.set('section1', 'k10', "123") config.write(open('xxxooo', 'w'))

八、XML

XML是实现不同语言或程序之间进行数据交换的协议，XML文件格式如下：

<data>
    <country name="Liechtenstein">
        <rank updated="yes">2</rank>
        <year>2023</year>
        <gdppc>141100</gdppc>
        <neighbor direction="E" name="Austria" />
        <neighbor direction="W" name="Switzerland" />
    </country>
    <country name="Singapore">
        <rank updated="yes">5</rank>
        <year>2026</year>
        <gdppc>59900</gdppc>
        <neighbor direction="N" name="Malaysia" />
    </country>
    <country name="Panama">
        <rank updated="yes">69</rank>
        <year>2026</year>
        <gdppc>13600</gdppc>
        <neighbor direction="W" name="Costa Rica" />
        <neighbor direction="E" name="Colombia" />
    </country>
</data>

1、解析XML

 

 

2、操作XML

XML格式类型是节点嵌套节点，对于每一个节点均有以下功能，以便对当前节点进行操作：

 

由于 每个节点 都具有以上的方法，并且在上一步骤中解析时均得到了root（xml文件的根节点），so   可以利用以上方法进行操作xml文件。

a. 遍历XML文档的所有内容

 

b、遍历XML中指定的节点

 

c、修改节点内容

由于修改的节点时，均是在内存中进行，其不会影响文件中的内容。所以，如果想要修改，则需要重新将内存中的内容写到文件。

 

 

d、删除节点

 

 

3、创建XML文档

 

 

 

由于原生保存的XML时默认无缩进，如果想要设置缩进的话， 需要修改保存方式：

 

4、命名空间

详细介绍，猛击这里

 

九、requests

Python标准库中提供了：urllib等模块以供Http请求，但是，它的 API 太渣了。它是为另一个时代、另一个互联网所创建的。它需要巨量的工作，甚至包括各种方法覆盖，来完成最简单的任务。

 

 

注：更多见Python官方文档：https://docs.python.org/3.5/library/urllib.request.html#module-urllib.request

Requests 是使用 Apache2 Licensed 许可证的 基于Python开发的HTTP 库，其在Python内置模块的基础上进行了高度的封装，从而使得Pythoner进行网络请求时，变得美好了许多，使用Requests可以轻而易举的完成浏览器可有的任何操作。

1、安装模块

1	pip3 install requests

2、使用模块

 

 

 

更多requests模块相关的文档见：http://cn.python-requests.org/zh_CN/latest/

3、Http请求和XML实例

实例：检测QQ账号是否在线

 

实例：查看火车停靠信息

 

注：更多接口猛击这里

十、logging

用于便捷记录日志且线程安全的模块

1、单文件日志

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import logging       logging.basicConfig(filename='log.log',                     format='%(asctime)s - %(name)s - %(levelname)s -%(module)s:  %(message)s',                     datefmt='%Y-%m-%d %H:%M:%S %p',                     level=10)    logging.debug('debug') logging.info('info') logging.warning('warning') logging.error('error') logging.critical('critical') logging.log(10,'log')

日志等级：

CRITICAL = 50
FATAL = CRITICAL
ERROR = 40
WARNING = 30
WARN = WARNING
INFO = 20
DEBUG = 10
NOTSET = 0

注：只有【当前写等级】大于【日志等级】时，日志文件才被记录。

日志记录格式：

2、多文件日志

对于上述记录日志的功能，只能将日志记录在单文件中，如果想要设置多个日志文件，logging.basicConfig将无法完成，需要自定义文件和日志操作对象。

 

 

如上述创建的两个日志对象

• 当使用【logger1】写日志时，会将相应的内容写入 l1_1.log 和 l1_2.log 文件中
• 当使用【logger2】写日志时，会将相应的内容写入 l2_1.log 文件中

十一、系统命令

可以执行shell命令的相关模块和函数有：

• os.system
• os.spawn*
• os.popen*          --废弃
• popen2.*           --废弃
• commands.*      --废弃，3.x中被移除

 

以上执行shell命令的相关的模块和函数的功能均在 subprocess 模块中实现，并提供了更丰富的功能。

call 

执行命令，返回状态码

1 2	ret = subprocess.call(["ls", "-l"], shell=False) ret = subprocess.call("ls -l", shell=True)

check_call

执行命令，如果执行状态码是 0 ，则返回0，否则抛异常

1 2	subprocess.check_call(["ls", "-l"]) subprocess.check_call("exit 1", shell=True)

check_output

执行命令，如果状态码是 0 ，则返回执行结果，否则抛异常

1 2	subprocess.check_output(["echo", "Hello World!"]) subprocess.check_output("exit 1", shell=True)

subprocess.Popen(...)

用于执行复杂的系统命令

参数：

• args：shell命令，可以是字符串或者序列类型（如：list，元组）
• bufsize：指定缓冲。0 无缓冲,1 行缓冲,其他 缓冲区大小,负值 系统缓冲
• stdin, stdout, stderr：分别表示程序的标准输入、输出、错误句柄
• preexec_fn：只在Unix平台下有效，用于指定一个可执行对象（callable object），它将在子进程运行之前被调用
• close_sfs：在windows平台下，如果close_fds被设置为True，则新创建的子进程将不会继承父进程的输入、输出、错误管道。
  所以不能将close_fds设置为True同时重定向子进程的标准输入、输出与错误(stdin, stdout, stderr)。
• shell：同上
• cwd：用于设置子进程的当前目录
• env：用于指定子进程的环境变量。如果env = None，子进程的环境变量将从父进程中继承。
• universal_newlines：不同系统的换行符不同，True -> 同意使用
• startupinfo与createionflags只在windows下有效
  将被传递给底层的CreateProcess()函数，用于设置子进程的一些属性，如：主窗口的外观，进程的优先级等等 

 

终端输入的命令分为两种：

• 输入即可得到输出，如：ifconfig
• 输入进行某环境，依赖再输入，如：python

 

 

 

 

十二、shutil

高级的 文件、文件夹、压缩包 处理模块

shutil.copyfileobj(fsrc, fdst[, length])
将文件内容拷贝到另一个文件中

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import shutil   shutil.copyfileobj(open('old.xml','r'), open('new.xml', 'w'))

shutil.copyfile(src, dst)
拷贝文件

1	shutil.copyfile('f1.log', 'f2.log')

shutil.copymode(src, dst)
仅拷贝权限。内容、组、用户均不变

1	shutil.copymode('f1.log', 'f2.log')

shutil.copystat(src, dst)
仅拷贝状态的信息，包括：mode bits, atime, mtime, flags

1	shutil.copystat('f1.log', 'f2.log')

shutil.copy(src, dst)
拷贝文件和权限

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import shutil   shutil.copy('f1.log', 'f2.log')

shutil.copy2(src, dst)
拷贝文件和状态信息

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import shutil   shutil.copy2('f1.log', 'f2.log')

shutil.ignore_patterns(*patterns)
shutil.copytree(src, dst, symlinks=False, ignore=None)
递归的去拷贝文件夹

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import shutil   shutil.copytree('folder1', 'folder2', ignore=shutil.ignore_patterns('*.pyc', 'tmp*'))

 

shutil.rmtree(path[, ignore_errors[, onerror]])
递归的去删除文件

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import shutil   shutil.rmtree('folder1')

shutil.move(src, dst)
递归的去移动文件，它类似mv命令，其实就是重命名。

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import shutil   shutil.move('folder1', 'folder3')

shutil.make_archive(base_name, format,...)

创建压缩包并返回文件路径，例如：zip、tar

创建压缩包并返回文件路径，例如：zip、tar

• base_name： 压缩包的文件名，也可以是压缩包的路径。只是文件名时，则保存至当前目录，否则保存至指定路径，
  如：www                        =>保存至当前路径
  如：/Users/wupeiqi/www =>保存至/Users/wupeiqi/
• format： 压缩包种类，“zip”, “tar”, “bztar”，“gztar”
• root_dir： 要压缩的文件夹路径（默认当前目录）
• owner： 用户，默认当前用户
• group： 组，默认当前组
• logger： 用于记录日志，通常是logging.Logger对象

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#将 /Users/wupeiqi/Downloads/test 下的文件打包放置当前程序目录 import shutil ret = shutil.make_archive("wwwwwwwwww", 'gztar', root_dir='/Users/wupeiqi/Downloads/test')       #将 /Users/wupeiqi/Downloads/test 下的文件打包放置 /Users/wupeiqi/目录 import shutil ret = shutil.make_archive("/Users/wupeiqi/wwwwwwwwww", 'gztar', root_dir='/Users/wupeiqi/Downloads/test')

shutil 对压缩包的处理是调用 ZipFile 和 TarFile 两个模块来进行的，详细：

 

 

十三、paramiko

paramiko是一个用于做远程控制的模块，使用该模块可以对远程服务器进行命令或文件操作，值得一说的是，fabric和ansible内部的远程管理就是使用的paramiko来现实。

1、下载安装

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pycrypto，由于 paramiko 模块内部依赖pycrypto，所以先下载安装pycrypto pip3 install pycrypto pip3 install paramiko

2、模块使用

 

 

 

 

十四、time

时间相关的操作，时间有三种表示方式：

• 时间戳               1970年1月1日之后的秒，即：time.time()
• 格式化的字符串    2014-11-11 11:11，    即：time.strftime('%Y-%m-%d')
• 结构化时间          元组包含了：年、日、星期等... time.struct_time    即：time.localtime()

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print time.time() print time.mktime(time.localtime())     print time.gmtime()    #可加时间戳参数 print time.localtime() #可加时间戳参数 print time.strptime('2014-11-11', '%Y-%m-%d')     print time.strftime('%Y-%m-%d') #默认当前时间 print time.strftime('%Y-%m-%d',time.localtime()) #默认当前时间 print time.asctime() print time.asctime(time.localtime()) print time.ctime(time.time())     import datetime ''' datetime.date：表示日期的类。常用的属性有year, month, day datetime.time：表示时间的类。常用的属性有hour, minute, second, microsecond datetime.datetime：表示日期时间 datetime.timedelta：表示时间间隔，即两个时间点之间的长度 timedelta([days[, seconds[, microseconds[, milliseconds[, minutes[, hours[, weeks]]]]]]]) strftime("%Y-%m-%d") ''' import datetime print datetime.datetime.now() print datetime.datetime.now() - datetime.timedelta(days=5)

 

练习题：

1、通过HTTP请求和XML实现获取电视节目

     API：http://www.webxml.com.cn/webservices/ChinaTVprogramWebService.asmx  

2、通过HTTP请求和JSON实现获取天气状况

     API：http://wthrcdn.etouch.cn/weather_mini?city=北京