模块学习

什么是模块：
打开Python解释器，定义了data = 1， 然后去访问data是可以访问到的；关闭Python解释器，再打开，再去访问data，访问不到了。

假设我有1000行的代码，在python解释器中写了，关闭了之后，那意味着我这1000行代码就消失了。

出现了一个脚本的东西，或者认为使用一个文件来记录你写的代码。因为文件是保存在磁盘中，打开或者关闭，文件它依然存在，所以里边的内容也依然存在。

在Python中指的就是一个.py文件， 来记录你写的代码，你把代码放入文件中，他就不会消失了。 

模块的定义： 一个Python文件就是一个模块。
如果你的模块内容过多，你可以把这个模块(.py)分割成若干模块。

重要的点：
（1）什么是模块: 一个python文件(.py)就是一个模块
（2）如果一个模块里边的代码过长，可以将这个模块按照一定的规则划分成若干模块，一般的规则，就是按功能划分
（3）如果在其他模块想要使用另一个的功能(变量，函数，类),可以去导入模块，导入模块的好处就是避免代码的重复

如何去导入模块：

import module_name
# 这种形式：导入这个module_name的全部内容

from module_name import 局部内容(变量, 函数, 类)
# 这种形式：导入的是Module_name的局部内容

from test_module import data, data2
# 导入多个局部内容时使用逗号分隔

你的被导入模块和你需要导入的模块，必须位于同一个级别，同一个级别你可以把他想象成同一级别的目录
重命名：as

from module_name import 局部内容 as newname
# 示例
from test_module import data as d
#就是将导入的局部内容进行改名

from module_name import *: * 代表的是所有的意思

这种方式会导入所有不以下划线（_）开头的名称，注意：大多数情况下，不要用这个功能

模块中的内容：

模块包含可执行语句及函数定义，导入模块的时候：其实就是去执行我们test_module.py中的代码，你在哪里导入就在哪里执行, 所以一般模块导入的位置，就放在.py文件的顶部

如何去调用模块中变量，函数，类：
1、将整个文件引入

import 文件名

文件名.函数名()/文件名.类名

通过这种方法可以运行另外一个文件里的函数

2、只引入某个文件中的一个类/函数/变量

需要从某个文件中引入多个函数或变量是，用逗号隔开即可

from 文件名 import 函数名,类名,变量名

代码示例：

test_module.py文件

data = 1
data2 = 2
print("This is test_module")

# 我在运行test_module.py的时候他也等于
# __name__ == __main__
print("test_module: __name__=", __name__)

if __name__ == '__main__':
    print("only test_module is main")

test.py文件

import test_module

print(test_module.data)
print(test_module.data2)
data3 = "module_learning"
print("This is my module")
print(data3)
from test_module import data as d, data2 as d2

print(d)
print(d2)

运行结果：

调用test_module.py，就是直接把test_module.py运行一遍

__name__：是python解释器内置的一个变量，可以直接去使用，如果当前的模块是主模块(你自己运行的模块：python.exe 模块名.py)，就是__name__ == __main__，如果不是主模块的话，就是__name__ == 模块名

例： 在module_learning导入了test_module模块
    （1）在test_module中打印了__name__ 
    （2）在module_learning中也打印了__name__
    （3）然后去运行module_learning,也意味着我们的module_learning为主模块
    （4）在test_module中打印出来__name__ == test_module
    （5）在module_learning中打印了__name__ == __main__

常用的模块：

print()
id()
input()
# 上面的几个方法不需要导入任何模块，可以直接去使用，这些东西存在builtins.py这个文件(模块),
builitins.py：

Built-in functions, exceptions, and other objects.：内建了函数, 异常和一些其他的对象，有些是python内置提前预设的，不需要我们导入。

包：

什么是包？
新建一个包之后：包中包含了一个__init__.py的一个文件，新建一个文件夹：是不包含__init__.py的，Python 只把含 __init__.py 文件的目录当成包

__init__.py的作用：init -> initial：是初始化的意思，最简情况下，__init__.py 只是一个空文件，该文件也可以执行包的初始化代码，或设置 __all__ 变量

包的功能：提高检索模块的效率，让我们的模块层次化分类显示,提高可读性

包的概念：
包是一种用“点式模块名”构造 Python 模块命名空间的方法，针对模块来说的： 管理模块的命名空间 -> 包(package)
命名空间：

在python中，一个命名空间是一个容器，容器内的元素是能映射到对象的名称。多个命名空间相互独立，允许不同命名空间有相同的名称。

有了命名空间之后如何去访问模块呢?
命名空间.模块名
导入：
import 命名空间.module_name
from 命名空间 import Module_name
from 命名空间.module_name import 局部内容

import package(包).module_name
from package(包) import Module_name
from package(包).module_name import 局部内容

# from test_package.package_module1 import data
# from test_package import package_module1
import test_package.package_module1
print(test_package.package_module1.data)

常用的模块：
sys：python解释器相关
os：operation system 和操作系统相关的
random：随机数
time：时间
json：和json数据格式相关的

import sys
# 带v的意思: variable: 变量
print(sys.platform)  #系统所在的平台是win32
print(sys.version)   # python解释器的版本
print(sys.modules)   # 当前有哪些模块

sys.path: 里面存放的是搜索模块的路径:
假设你导入 spam 模块时，解释器首先查找名为 spam 的内置模块；如果没找到，解释器再从 sys.path 变量中的目录列表里查找 spam.py 文件。
sys.path 初始化时包含以下位置：
    输入脚本的目录（或未指定文件时的当前目录）。
    PYTHONPATH （目录列表，与 shell 变量 PATH 的语法一样）。
    The installation-dependent default 
['D:\\lwz_data\\openlab\\20211010Python_code',
 'E:\\learningSoftware\\pythonSoftware\\python_interpreter\\python39.zip',
 'E:\\learningSoftware\\pythonSoftware\\python_interpreter\\DLLs', 
 'E:\\learningSoftware\\pythonSoftware\\python_interpreter\\lib', 
 'E:\\learningSoftware\\pythonSoftware\\python_interpreter', 
'E:\\learningSoftware\\pythonSoftware\\python_interpreter\\lib\\site-packages'
, 'E:\\learningSoftware\\pythonSoftware\\PyCharm
 2018.3.7\\helpers\\pycharm_matplotlib_backend']

print(sys.path)      # python模块的搜索路径: 先后顺序的
print(sys.api_version) #1013

D:\>python sys_test.py 111 222
['sys_test.py', '111', '222']
sys_test.py 111 222

传入了三个参数: 第一个参数其实就是我们.py文件名，第二个参数是111, 第三个参数是222，我们将语句放在linux上去执行的时候，你就可以使用sys来判断你传入的参数

print(sys.argv) # 代表使用python.exe usual_module.py的时候传入的参数
                # 是一个列表
sys.exit(0) # 退出
# 退出码是0: 执行成功
# 退出码是1: 执行的时候遇到了错误
# 退出码是-1: 手动停止程序

random：随机数

import random

随机小数---random()：
x in the interval [0, 1): 代表随机的数字在 0 =< x < 1

如果想输出其他随机小数是，要乘以倍数

random.random()*10

随机整数---randint(a, b)：
Return random integer in range [a, b]: 返回一个随机整数：[a, b]
choice(seq)：
Choose a random element from a non-empty sequence.
# 从不为空的序列中选择一个随机的元素
choices(self, population, weights=None, *, cum_weights=None, k=1)
Return a k sized list of population elements chosen with replacement
# 返回一个k大小的列表
# weights: 权重， 权重大的选中的几率高一些
# cum_weights: 累加权重
取样：def sample(self, population, k, *, counts=None):
Chooses k unique random elements from a population sequence or set
选择k个唯一的随机元素从取样的序列或者集合中
sample(['red', 'blue'], counts=[4, 2], k=5)==sample(['red', 'red', 'red', 'red', 'blue', 'blue'], k=5)
def randrange(self, start, stop=None, step=1):
Choose a random item from range(start, stop[, step])
# 选择一个随机的条目从range()

代码示例：

import random
print(random.random())
print(random.random()*10)
print(random.randint(0, 100))
print(random.choice([4, 5, 6]))
print(random.choices([4, 5, 6, 7, 8], cum_weights=[1, 2, 3, 4, 5], k=2))
print(random.sample([4, 5, 6, 7, 8], k=2))
print(random.randrange(1, 10))
# for i in range(1, 10)

输出结果：

json：一种数据格式

现在在web中比较流行一种传输数据的方式
示例：在编程中，别人给你提供了一个接口：get_students_by_classno(classno)，我们可以根据班级编号来获取学生信息，数据格式就可以是我们json格式，和我们字典比较像，分为两种：
第一种：将python对象，转换成json格式的数据
第二种：将json格式的数据，转换成python对象

代码示例：

import json
dict_data = {1: 2, 2: 3}
# json.loads()
data = json.dumps(dict_data)
# 把一个字典转换成一个json格式的字符串
print(data, type(data))
# 把一个json格式的字符串转换成一个python中的字典对象
dict_data2 = json.loads(data)
print(dict_data, type(dict_data))

输出结果：

time：和时间相关的

一个关于时间的模块，可以用于格式化时间

代码示例：

import time

print(time.localtime())
print(time.gmtime())
#1635564740.366917
data = time.time()
print(data)
time.sleep(2)
print(time.time() - data)
# 睡眠: 单位是秒
# time.sleep()
# time.gmtime()
print(time.timezone) # 东八区， UTC + 8

#-28800 =》 28800是一个秒数 =》 小时是8
# 指定一个时间格式然后去输出
#  strftime(format[, tuple]) -> string
#  输入的是一个a time tuple
print(time.strftime("%Y-%m-%d, %H:%M:%S, %j, %W, %w, %Z, %z", time.localtime()))
# time.asctime()
# 默认展示当前时间的格式：Sat Oct 30 11:43:32 2021
print(time.ctime())
# time.mktime()

输出结果：

 OS

主要是和操作系统进行交互，访问目录以及文件的操作

import os

# 输出当前系统的操作系统类型
print(os.name)
# 输出当前目录
print(os.curdir)

# 列出所有的文件和目录, 默认是输出当前工作路径下的所有文件
print(os.listdir())
#查看环境变量
print(os.environ)
#查看当前目录
print(os.getcwd())
#打印系统目录下的内容
print(os.system("dir"))

print(os.mkdir()) #创建目录
print(os.rmdir()) #删除目录

# 最常用的os模块中接口: 类似windows中的资源管理器: 创建文件，查看，删除
# 应用场景：列出某个目录下所有的文件

#查看命令帮助
help(os.listdir)

#输出当前工作目录
print(os.getcwd())

os.chdir("C:\\test")
print(os.getcwd())
print(os.listdir())
print(os.listdir("C:\\test"))

print(os.cpu_count())
# print(os.path)
# current directory: 当前的目录
print("*" * 80)
print(os.path.curdir)
# split: 分割: 分割前边的路径和最后一个文件或目录

print(os.path.split("C:\\test\\test2"))
# 合并两个路径 d: test => d:\test
print(os.path.join("C:\\test", "sys_test.py"))
# 判断你给的这个路径是否是一个目录
print(os.path.isdir("C:\\test\sys_test.py"))
# 判断你给定的路径是否是一个文件
print(os.path.isfile("C:\\test\sys_test.py"))
# absolute path: 绝对路径
print(os.path.abspath("."))
# 给定的路径是否存在
print(os.path.exists("C:\\20211010"))
# 目录名
print(os.path.dirname("C:\\test\sys_test.py"))
# 获取文件大小 4096B 单位一定是字节
print(os.path.getsize("C:\网络拓扑图"))

输出结果：

我这里没有utf-8编码导致一些乱码