上一篇： 5個案例詳解裝飾器 | 手把手教你入門Python之四十六 下一篇： 如何使用pip管理第三方包？ | 手把手教你入門Python之四十八 本文來自于千鋒教育在阿裡雲開發者社群學習中心上線課程 《Python入門2020最新大課》 ，主講人姜偉。
Python中的子產品
在Python中有⼀個概念叫做子產品（module）。
說的通俗點：子產品就好⽐是⼯具包，要想使⽤這個⼯具包中的⼯具(就好⽐函數)，就需要導⼊這個子產品
⽐如我們經常使⽤⼯具 random，就是⼀個子產品。使⽤ import random 導⼊⼯具之後，就可以使⽤ random 的函數。
導⼊子產品
導⼊子產品有五種⽅式
- import 子產品名
- from 子產品名 import 功能名
- from 子產品名 import *
- import 子產品名 as 别名
- from 子產品名 import 功能名 as 别名
import
在Python中⽤關鍵字
import
來引⼊某個子產品，⽐如要引⼊系統子產品
math
，就可以在⽂件最開始的地⽅
⽤
import math
來引⼊。
文法：
import 子產品1,子產品2,... # 導⼊⽅式
子產品名.函數名() # 使⽤子產品⾥的函數 為什麼必須加上子產品名調⽤呢？
因為可能存在這樣⼀種情況：在多個子產品中含有相同名稱的函數，此時如果隻是通過函數名來調⽤，解釋器⽆法知道到底要調⽤哪個函數。是以如果像上述這樣引⼊子產品的時候，調⽤函數必須加上子產品名。
import math
#這樣才能正确輸出結果
print math.sqrt(2)
#這樣會報錯
print(sqrt(2)) from…import
有時候我們隻需要⽤到子產品中的某個函數，隻需要引⼊該函數即可，此時可以⽤下⾯⽅法實作：
from 子產品名 import 函數名1,函數名2.... 不僅可以引⼊函數，還可以引⼊⼀些全局變量、類等
注意：
通過這種⽅式引⼊的時候，調⽤函數時隻能給出函數名，不能給出子產品名，但是當兩個子產品中含有相同名稱函數的時候，後⾯⼀次引⼊會覆寫前⼀次引⼊。也就是說假如子產品A中有函數function()，在子產品B中也有函數function( )，如果引⼊A中的function在先、B中的function在後，那麼當調⽤function函數的時候，是去執⾏子產品B中的function函數。
例如，要導⼊子產品fib的fibonacci函數，使⽤如下語句：
from fib import fibonacci 不會把整個fib子產品導⼊到目前的命名空間中，它隻會将fib⾥的fibonacci單個函數引⼊。
from … import *
把⼀個子產品的所有内容全都導⼊到目前的命名空間也是可⾏的，隻需使⽤如下聲明：
from modname import * 注意：這提供了⼀個簡單的⽅法來導⼊⼀個子產品中的所有項⽬。然⽽這種聲明不該被過多地使⽤。
as 别名
In [1]: import time as tt # 導⼊子產品時設定别名為 tt
In [2]: time.sleep(1)
---------------------------------------------------------------------------
NameError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-2-07a34f5b1e42> in <module>()
----> 1 time.sleep(1)
NameError: name 'time' is not defined
In [3]:
In [3]: tt.sleep(1) # 使⽤别名才能調⽤⽅法
In [4]:
In [4]: from time import sleep as sp # 導⼊⽅法時設定别名
In [5]: sleep(1)
---------------------------------------------------------------------------
NameError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-5-82e5c2913b44> in <module>()
----> 1 sleep(1)
NameError: name 'sleep' is not defined
In [6]:
In [6]: sp(1) # 使⽤别名才能調⽤⽅法
In [7]: OS子產品
OS全稱OperationSystem,即作業系統子產品，這個子產品可以⽤來作業系統的功能，并且實作跨平台操作。
import os
os.getcwd() # 擷取目前的⼯作⽬錄，即目前python腳本⼯作的⽬錄
os.chdir('test') # 改變目前腳本⼯作⽬錄，相當于shell下的cd指令
os.rename('畢業論⽂.txt','畢業論⽂-最終版.txt') # ⽂件重命名
os.remove('畢業論⽂.txt') # 删除⽂件
os.rmdir('demo') # 删除空⽂件夾
os.removedirs('demo') # 删除空⽂件夾
os.mkdir('demo') # 建立⼀個⽂件夾
os.chdir('C:\\') # 切換⼯作⽬錄
os.listdir('C:\\') # 列出指定⽬錄⾥的所有⽂件和⽂件夾
os.name # nt->widonws posix->Linux/Unix或者MacOS
os.environ # 擷取到環境配置
os.environ.get('PATH') # 擷取指定的環境配置
os.path.abspath(path) # 擷取Path規範會的絕對路徑
os.path.exists(path) # 如果Path存在，則傳回True
os.path.isdir(path) # 如果path是⼀個存在的⽬錄，傳回True。否則傳回False
os.path.isfile(path) # 如果path是⼀個存在的⽂件，傳回True。否則傳回False
os.path.splitext(path) # ⽤來将指定路徑進⾏分隔，可以擷取到⽂件的字尾名 Sys子產品的使用
該子產品提供對解釋器使用或維護的一些變量的通路，以及與解釋器強烈互動的函數。
sys.exit(code)
讓程式以指定的退出碼結束。
import sys
print('hello world')
sys.exit() # 程式退出，和内置函數exit功能一緻
print('呵呵呵呵') 執行結果：
sys.exit(100) 
sys.path
子產品的查找路徑。
print(sys.path) 結果是一個清單，表示查找子產品的路徑。
sys.stdin
标準輸入。可以通過它來擷取使用者的輸入。
sys.stdout
标準輸出。可以通過修改它來改變預設輸出位置
sys.stderr
錯誤輸出。可以通過修改它來改變錯誤輸出的預設位置
sys.stderr
1 / 0 sys.stdout
和
sys.stderr
預設都是在控制台。
sys.argv
傳遞給Python腳本的指令行參數列表。
Math子產品
math子產品儲存了數學計算相關的方法，可以很方便的實作數學運算。
math.factorial(6)
計算階乘
import math
print(math.factorial(6)) math.floor(12.98)
向下取整
import math
print(math.floor(12.98)) math.ceil(15.0001)
向上取整
import math
print(math.ceil(15.0001)) math.pow(2, 10)
2的10次方，幂運算
import math
print(math.pow(2, 10)) #2 ** 10 / pow(2,10) / math.pow(2,10)
都可以計算幂運算，但是有一些細微的差别。
round()
不是math中的，屬于内置函數，實作四舍五入到指定位數。
math.pi
π的值，約等于 3.141592653589793
math.sin(math.pi / 6)
正弦值，弧度計算，π=180°
import math
print(math.sin(math.pi / 6)) math.cos(math.pi / 3)
餘弦值
import math
print(math.cos(math.pi / 3)) math.tan(math.pi / 2)
正切值
import math
print(math.tan(math.pi / 2)) math.fabs(-100)
取絕對值
import math
print(math.fabs(-100)) random子產品
random 子產品主要用于生成随機數或者從一個列表里随機擷取資料。
randint(a,b)
生成[a,b]的随機整數，等價于randrange(a, b+1)。
import random
print(random.randint(2, 9)) random()
生成 [0,1)的随機浮點數。
import random
print(random.random()) randrange(a, b)
生成[a,b)的随機整數。
import random
print(random.randrange(20, 30)) choice()
從可疊代對象里随機取出一個元素
import random
print(random.choice(['zhangsan', 'lisi', 'jack', 'henry', 'tony'])) sample()
從可疊代對象里随機取出指定個數的元素
import random
print(random.sample(['zhangsan', 'lisi', 'jack', 'henry', 'tony'], 2)) uniform(a,b)
生成[a,b]的随機浮點數
import random
print(random.uniform(20, 30)) Datetime子產品
datetime子產品主要用來顯示日期時間，這里主要涉及
date
類，用來顯示日期；
time
類，用來顯示時間；
datetime
類，用來顯示日期時間;
timedelta
類用來計算時間。
import datetime as dt
print(dt.date(2020, 1, 1)) # 建立一個日期
print(dt.time(18, 23, 45)) # 建立一個時間
print(dt.datetime.now()) # 擷取目前的日期時間
print(dt.datetime.now() + dt.timedelta(3)) # 計算三天以後的日期時間 涉及四個類：date/time/datetime/timedelta。
我們接觸過的類：内置類
list、tuple、int、str。
time子產品
除了使用datetime子產品里的time類以外，Python還單獨提供了另一個time子產品，用來操作時間。time子產品不僅可以用來顯示時間，還可以控制程式，讓程式暫停(使用sleep函數)。
import time
print(time.time()) # 擷取從1970-01-01 00:00:00 UTC 到現在時間的秒數
print(time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")) # 按照指定格式輸出時間
print(time.asctime()) #Mon Apr 15 20:03:23 2019
print(time.ctime()) # Mon Apr 15 20:03:23 2019
print('hello')
print(time.sleep(10)) # 讓線程暫停10秒鐘
print('world') ctime()
給定一個秒數，生成一個時間。傳遞一個時間戳。
asctime()
傳遞的是一個元組。
calendar子產品
calendar子產品用來顯示一個月曆。
c = calendar.calendar(2019) # 生成2019年的月曆，并且以周日為起始日期碼
print(c) #列印2019年月曆
calendar.setfirstweekday(calendar.SUNDAY) # 設定每周起始日期碼。周一到周日分别對應 0 ~ 6
calendar.firstweekday()# 傳回目前每周起始日期的設定。預設情況下，首次載入calendar子產品時傳回0，即星期一。
print(calendar.isleap(2000)) # True.閏年傳回True,否則傳回False
count = calendar.leapdays(1996,2010) # 擷取1996年到2010年一共有多少個閏年
print(count)
print(calendar.month(2019, 3)) # 列印2019年3月的月曆 hashlib子產品
hashlib是一個提供字元加密功能的子產品，包含MD5和SHA的加密算法，支援md5,sha1, sha224,sha256, sha384, sha512等算法。 該子產品使用者登入面廣泛，文本加密也很見。
加密方式：單向加密：隻有加密的過程，不能解密md5/sha、
對稱加密、非對稱加密rsa
需要将加密的内容轉化為二進制
import hashlib
x = hashlib.md5() # 生成一個md5對象
x.update('abc'.encode('utf8'))
print(x.hexdigest()) import hashlib
h1 = hashlib.sha1('123456'.encode())
print(h1.hexdigest())
h2 = hashlib.sha224('123456'.encode()) # 224位 一個十六進制占4位
print(h2.hexdigest())
h3 = hashlib.sha256('123456'.encode())
print(h3.hexdigest())
h4 = hashlib.sha384('123456'.encode())
print(h4.hexdigest()) hmac子產品
HMAC算法也是一種單項加密算法，并且它是基于上面各種雜湊演算法/散列算法的，隻是它可以在運算過程中使用一個密鑰來增強安全性。hmac子產品實作了HAMC算法，提供了相應的函數和方法，且與hashlib提供的api基本一緻。
hmac加密可以指定密鑰
import hmac
h = hmac.new('h'.encode(),'你好'.encode())
result = h.hexdigest()
print(result) # 擷取加密後的結果 copy子產品
copy子產品里有copy和deepcopy兩個函數，分别用來對資料進行深複制和淺複制。
import copy
nums = [1, 5, 3, 8, [100, 200, 300, 400], 6, 7]
nums1 = copy.copy(nums) # 對nums列表進行淺複制
nums2 = copy.deepcopy(nums) # 對nums列表進行深複制
print(nums1)
print(nums2) uuid子產品
UUID是128位的全局唯一辨別符，通常由32位元組的字母串表示，它可以保證時間和空間的唯一性，也稱為GUID。通過MAC位址、時間戳、命名空間、随機數、僞随機數來保證生産的ID的唯一性。随機生成字元串，可以當成token使用，當成使用者賬号使用，當成訂單号使用。
| 方法 | 作用 |
|---|---|
| uuid.uuid1() | 基于MAC位址，時間戳，随機數來生成唯一的uuid，可以保證全球範圍内的唯一性。 |
| uuid.uuid2() | 算法與uuid1相同，不同的是把時間戳的前4位置換為POSIX的UID。不過需要注意的是python中沒有基于DCE的算法，是以python的uuid子產品中沒有uuid2這個方法。 |
| uuid.uuid3(namespace,name) | 通過計算一個命名空間和名字的md5散列列值來給出一個uuid，是以可以保證命名空間中的不同名字具有不同的uuid，但是相同的名字就是相同的uuid了。namespace并不是一個自己手動指定的字元串或其他量，而是在uuid子產品中本身給出的一些值。比如uuid.NAMESPACEDNS，uuid.NAMESPACEOID，uuid.NAMESPACE_OID這些值。這些值本身也是UUID對象，根據一定的規則計算得出。 |
| uuid.uuid4() | 通過僞随機數得到uuid，是有一定機率重複的 |
| uuid.uuid5(namespace,name) | 和uuid3基本相同，隻不過采用的雜湊演算法是sha1 |
一般而言，在對uuid的需求不是很複雜的時候，uuid1或者uuid4方法就已經夠用了，使用方法如下：
import uuid
print(uuid.uuid1()) # 根據時間戳和機器碼生成uuid,可以保證全球唯一 32個長度，每一個字元有16個選擇，16**32
# 使用命名空間和字元串生成uuid.
# 注意以下兩點：
# 1. 命名空間不是随意輸入的字元串，它也是一個uuid類型的資料
# 2. 相同的命名空間和相同的字元串，生成的uuid是一樣的
print(uuid.uuid3(uuid.NAMESPACE_DNS, 'hello')) # 生成固定的uuid
print(uuid.uuid5(uuid.NAMESPACE_OID, 'hello')) # 生成固定的uuid
print(uuid.uuid4()) # 随機生成uuid,可能會有重複