3.6.python_標準模凷-优快云博客

本文介绍了Python3.10.2环境下的常用标准库，如os进行路径操作、sys处理系统信息、re正则表达式、time时间和sleep功能。通过实例演示了导入库、函数调用及正则表达式匹配的应用。

環境:python 3.10.2_amd64 + Win10

本文介紹各種python標準模凷的基礎用法, 會在學習過程中不斷補充更新.

0.導入模凷/庫的語法

對于標準庫和第三方庫, 在使用其中的函數和類之前, 得先使用import語句導入, 有幾種不同的導入方式, 如下:

import os  # 導入整个模凷, import module_name

# 調用模凷內的函數時以模凷名.函數名的方式, module_name.function_name()
cwd = os.getcwd()


from os import getcwd  # 導入模凷中的特定函數, from module_name import func_1, func_2...
cwd = getcwd()  # 可直接調用函數


from os import * # 導入模凷中的所有函數, 使用通配符*, from module_name import *
new_dir = makedir('\\new_folder')  # 直接調用函數, 無需.表示, 要避免重名函數


import webbrowser as wb  # 導入模凷時使用as給模凷起別名, 簡化使用
url_baidu = 'https:\\baidu.com'
wb.open('url')  # 調用模凷內函數時使用as後的別名


# 導入函數時使用as給函數起別名, 簡化函數調用以及規避可能的重名函數
from webbrowser import open as wop

1.os

os庫中包含了許多便于程序跟操作系統交互的函數, 如針對不同操作系統的路徑操作, 在一定程度上提高了程序的可移植性.

1.1.導入模凷

import os

1.2.路徑操作相關函數

以下操作在IDLE shell中進行, >>>爲shell提示符.

>>> import os

>>> os.getcwd()  # 獲取當前路徑
'C:\\Users\\34513\\AppData\\Local\\Programs\\Python\\Python310'  # Win系統中
>>> # Win中的路徑表示使用反斜\, 由于字符串中反斜需要轉義表示, 因此是雙反斜\\
>>> os.path.abspath('.')  # 獲取相對路徑的絕對路徑, 與getcwd()函數類似
'C:\\Users\\34513\\AppData\\Local\\Programs\\Python\\Python310'


>>> os.chdir('C:\\Users\\34513')  # 改變當前路徑到參數指定路徑
>>> os.chdir('.')  # .表示當前路徑
>>> os.chdir('..')  # ..表示當前路徑的上次目錄, 比如此處爲'C:\\Users'
>>> desktop_path = 'C:\\Users\\34513\\OneDrive\\桌面'
>>> os.chdir(desktop_path)


>>> os.makedirs('.\\testdir')  # 在當前目錄下創建名爲testdir的新目錄(文件夾)
>>> os.makedirs('.\\testdir\\第一層\\第二層')  # 創建多層目錄


>>> os.path.join('.', 'image', 'icon.png')  # 串聯目錄名(文件夾名)形成路徑
'.\\image\\icon.png' # Linux中路徑表示用/, 輸出會變成'./image/icon.png'


>>> location = ('C:\\Users\\34513\\OneDrive\\桌面\\testdir\\第一層\\第二層\\favicon.ico')
>>> (os.path.dirname(location), os.path.basename(location))  # 分別獲取路徑與文件名
('C:\\Users\\34513\\OneDrive\\桌面\\testdir\\第一層\\第二層', 'favicon.ico')


>>> os.path.split(location)  # split()函數分割路徑與文件名, 比上面的函數更簡洁
('C:\\Users\\34513\\OneDrive\\桌面\\testdir\\第一層\\第二層', 'favicon.ico')

>>> loc = ('C:\\Users\\34513\\OneDrive\\桌面\\picture')
>>> os.path.getsize(loc)  # getsize()函數得出參數指定路徑文件的大小, 單位byte
621182  # 參數爲目錄時計算目錄下的所有文件
>>> os.path.getsize(loc+'\\1.jpg')  # 參數爲文件時計算指定文件的大小, 單位byte
943


>>> os.listdir(loc)  # listdir()函數返回參數指定的路徑下的所有子目錄名和文件名構成的列表
['Arduino', 'C++_CB', ..., '~$CB笔記.docx', '~$算法.docx', '~WRL3262.tmp']
>>> import pprint
>>> pprint.pp(os.listdir(loc))  # 漂亮打印
['Arduino',
 'C++_CB',
 ...
 '~$算法.docx',
 '~WRL3262.tmp']

2.sys

3.re, 正則表達式模凷

正則表達式(regular expression, regex)是描述文本的方法, 可用于按指定的模式查找字符串, python標準模凷re支持正則表達式相關操作.

3.1.導入模凷, 創建regex對象

import re

phone_regex_1 = re.compile(r'\d{11}')  # 創建regex對象, 11位連續數字構成電話號碼的模式
phone_regex_2 = re.compile(r'(\d{3}).?(\d{4}).?(\d{4})')  # 3/4/4位數字斷續構成模式

re.compile()方法按參數指定的正則表達式創建regex對象, 以便進行後續的匹配調用.

.表示任意字符, ?表示前一个組或字符可有可無, pr2可匹配12345678901/123-4567-8901等等

分組匹配()

mo = phoneNumRegex.search('My number is 415-555-4242.')
mo.group(1)
'415'
mo.group(2)
'555-4242'
phoneNumRegex = re.compile(r'(\d\d\d)-(\d\d\d)-(\d\d\d\d)')
mo = phoneNumRegex.search('My number is 415-555-4242.')
mo.group(2)
'555'
mo.group(3)
'4242'
mo.group()
'415-555-4242'
mo.groups()
('415', '555', '4242')
# 分組匹配時, 將正則表達式按括號分割, 組從1開始計數, group()方法接受組號作爲參數, 返回該組字符串

3.2.查找匹配的字符串

使用regex對象的search()方法匹配字符串:

import re

phone_regex = re.compile(r'\d{11}')
phone_number = phone_regex.search('你看這像不像誰的電話:12345678901')
print(phone_number.group())  # 12345678901

4.time

4.1.time.time()函數

time()函數返回從1970年1月1日00:00起至今的總秒數, 浮點值.

>>> import time
>>> time_begin = time.time()
1648443958.2453253
>>> time_end = time.time()
1648443977.1544685
>>> time_total = time_end - time_begin
18.9091432
>>> round(time_total, 2)
18.91

------代碼示例, 測量堦乘(factorial)計算的時間, 對比不同CPU的計算性能:

import time
def product(num):
    prod = 1
    for n in range(1, num+1):
        prod *= n
    return prod

time_begin = time.time()
prod_100000 = product(100000)
time_end = time.time()
digits = len(str(prod_100000))
times = time_end - time_begin
print(f'計算1*2*3...*100000一共花費{times}秒, 其結果有{digits}位.')

在一部十年前的ThinkPad E420上, i3-2350M+Kali5_amd64, 花費了4.92秒; 而在2020年的Acer上, i5-9300H+Win10, 僅僅用了2.83秒, 有提升, 但提升又好像沒多大.

------代碼示例, 模擬運動計時秒錶的功能, 可測量多圈/多輪用時:

import time

# 打印程序功能簡介
print("""
----懽迎使用計時秒錶----
用法:
    按下<Enter>鍵啓動,
    再次按下<Enter>鍵計時一次,
    按下<Ctrl>+C退出程序.
    """)

# 按下<Enter>開始
input()
lap = 1
print('----計時開始:')
time_begin = time.time()  # 開始時間
time_last = time_begin

# 使用<Ctrl>+C的鍵盤中斷終止程序運行
try:
    while True:
        input()
        time_lap = round(time.time() - time_last, 2)
        time_total = round(time.time() - time_begin, 2)
        print(f'>>>>第{lap}圈用時: {time_lap}s; 總用時: {time_total}s.', end='')
        lap += 1
        time_last = time.time()
except KeyboardInterrupt:
    print(f'\n----總用時: {time_total}s.')

程序執行如下:

----計時開始:

>>>>第1圈用時: 3.46s; 總用時: 3.46s.
>>>>第2圈用時: 1.54s; 總用時: 5.0s.
>>>>第3圈用時: 2.69s; 總用時: 7.69s.
>>>>第4圈用時: 1.74s; 總用時: 9.43s.
>>>>第5圈用時: 1.84s; 總用時: 11.29s.
>>>>第6圈用時: 2.21s; 總用時: 13.49s.
>>>>第7圈用時: 3.24s; 總用時: 16.75s.

----總用時: 16.75s.

4.2.time.sleep()函數

sleep()函數用于暫停程序運行, 參數表示將暫停的秒數, 可用于延時處理.

>>> import time
>>> time.sleep(2)
>>> # 等待2秒鐘後才會出現提示符
>>> time.sleep(3.8) # 等待3.8秒