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Python 程式設計基礎08:模組與datetime模組

2020-08-08 12:12:02

Python 程式設計基礎08:模組與datetime模組

模組

模組定義

Python 提供了一個辦法，把這些定義存放在檔案中，爲一些指令碼或者互動式的直譯器範例使用，這個檔案被稱爲模組。
模組是一個包含所有你定義的函數和變數的檔案，其後綴名是.py。模組可以被別的程式引入，以使用該模組中的函數等功能。這也是使用 python 標準庫的方法。

  • 容器 -> 數據的封裝
  • 函數 -> 語句的封裝
  • 類 -> 方法和屬性的封裝
  • 模組 -> 程式檔案

名稱空間

一般有三種名稱空間：

  • 內建名稱（built-in names）， Python 語言內建的名稱，比如函數名 abs、char 和異常名稱 BaseException、Exception 等等。
  • 全域性名稱（global names），模組中定義的名稱，記錄了模組的變數，包括函數、類、其它匯入的模組、模組級的變數和常數。
  • 區域性名稱（local names），函數中定義的名稱，記錄了函數的變數，包括函數的參數和區域性定義的變數。（類中定義的也是）

名稱空間查詢順序:

假設我們要使用變數 runoob，則 Python 的查詢順序爲：區域性的名稱空間去 -> 全域性名稱空間 -> 內建名稱空間。

如果找不到變數 runoob，它將放棄查詢並引發一個 NameError 異常:
名稱空間的生命週期：

名稱空間的生命週期取決於物件的作用域，如果物件執行完成，則該名稱空間的生命週期就結束。

因此，我們無法從外部名稱空間存取內部名稱空間的物件。

【例子】

# var1 是全域性名稱
var1 = 5
def some_func(): 
  
    # var2 是區域性名稱
    var2 = 6
    
    def some_inner_func(): 
  
        # var3 是內嵌的區域性名稱
        var3 = 7
        print(var1)
    some_inner_func()
some_func()


5

練習題：

1、怎麼查出通過 from xx import xx導⼊的可以直接調⽤的⽅法？

Ans：

通過dir()函數

內建的函數 dir() 可以找到模組內定義的所有名稱。以一個字串列表的形式返回。

例如：瞭解collections模組。

import collections
dir(collections)

['ChainMap',
 'Counter',
 'OrderedDict',
 'UserDict',
 'UserList',
 'UserString',
 '_Link',
 '_OrderedDictItemsView',
 '_OrderedDictKeysView',
 '_OrderedDictValuesView',
 '__all__',
 '__builtins__',
 '__cached__',
 '__doc__',
 '__file__',
 '__getattr__',
 '__loader__',
 '__name__',
 '__package__',
 '__path__',
 '__spec__',
 '_chain',
 '_collections_abc',
 '_count_elements',
 '_eq',
 '_heapq',
 '_iskeyword',
 '_itemgetter',
 '_nt_itemgetters',
 '_proxy',
 '_recursive_repr',
 '_repeat',
 '_starmap',
 '_sys',
 'abc',
 'defaultdict',
 'deque',
 'namedtuple']

2、瞭解Collection模組，編寫程式以查詢給定列表中最常見的元素。

題目說明：

輸入：language = [‘PHP’, ‘PHP’, ‘Python’, ‘PHP’, ‘Python’, ‘JS’, ‘Python’, ‘Python’,‘PHP’, ‘Python’]

輸出：Python

Ans:

from collections import Counter
language = ['PHP', 'PHP', 'Python', 'PHP', 'Python', 'JS', 'Python', 'Python','PHP', 'Python']

def most_element(language):
    """ Return a list of lines after inserting a word in a specific line. """
    return Counter(language).most_common(1)[0][0]

most_element(language)

'Python'

Datetime

datetime類

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

  File "<ipython-input-50-1322861e9312>", line 2
    def __init__(self, year, month, day, hour, minute, second, microsecond, tzinfo)
                                                                                   ^
SyntaxError: invalid syntax
  • datetime.now(tz=None) 獲取當前的日期時間，輸出順序爲：年、月、日、時、分、秒、微秒。
  • datetime.timestamp() 獲取以 1970年1月1日爲起點記錄的秒數。
  • datetime.fromtimestamp(tz=None) 使用 unixtimestamp 建立一個 datetime。

【例子】

import datetime

dt = datetime.datetime(year=2020, month=6, day=25, hour=11, minute=23, second=59)
print(dt)  # 2020-06-25 11:23:59
print(dt.timestamp())  # 1593055439.0

dt = datetime.datetime.fromtimestamp(1593055439.0)
print(dt)  # 2020-06-25 11:23:59
print(type(dt)) # <class 'datetime.datetime'>

dt = datetime.datetime.now()
print(dt)  # 2020-06-25 11:11:03.877853
print(type(dt))  # <class 'datetime.datetime'>

2020-06-25 11:23:59
1593055439.0
2020-06-25 11:23:59
<class 'datetime.datetime'>
2020-08-08 11:42:18.027180
<class 'datetime.datetime'>
  • datetime.strftime(fmt) 格式化 datetime 物件。
符號 說明
%a 本地簡化星期名稱（如星期一，返回 Mon）
%A 本地完整星期名稱（如星期一，返回 Monday）
%b 本地簡化的月份名稱（如一月，返回 Jan）
%B 本地完整的月份名稱（如一月，返回 January）
%c 本地相應的日期表示和時間表示
%d 月內中的一天（0-31）
%H 24小時制小時數（0-23）
%I 12小時制小時數（01-12）
%j 年內的一天（001-366）
%m 月份（01-12）
%M 分鐘數（00-59）
%p 本地A.M.或P.M.的等價符
%S 秒（00-59）
%U 一年中的星期數（00-53）星期天爲星期的開始
%w 星期（0-6），星期天爲星期的開始
%W 一年中的星期數（00-53）星期一爲星期的開始
%x 本地相應的日期表示
%X 本地相應的時間表示
%y 兩位數的年份表示（00-99）
%Y 四位數的年份表示（0000-9999）
%Z 當前時區的名稱（如果是本地時間，返回空字串）
%% %號本身 
#【例子】如何將 datetime 物件轉換爲任何格式的日期？

import datetime

dt = datetime.datetime(year=2020, month=6, day=25, hour=11, minute=51, second=49)
s = dt.strftime("'%Y/%m/%d %H:%M:%S")
print(s)  # '2020/06/25 11:51:49

s = dt.strftime('%d %B, %Y, %A')
print(s)  # 25 June, 2020, Thursday

'2020/06/25 11:51:49
25 June, 2020, Thursday

##【練習】如何將給定日期轉換爲 "mmm-dd, YYYY" 的格式？
import datetime

d1 = datetime.date(2010, 9, 28)
print(d1.strftime('%b-%d,%Y'))
# Sep-28,2010

Sep-28,2010
  • 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 小時
  • datetime.minute 分鐘
  • datetime.second 秒
  • datetime.isoweekday 星期幾
#【例子】datetime 物件包含很多與日期時間相關的實用功能。

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

2020-06-25
<class 'datetime.date'>
11:51:49
<class 'datetime.time'>
2020
6
25
11
51
49
4

在處理含有字串日期的數據集或表格時，我們需要一種自動解析字串的方法，無論它是什麼格式的，都可以將其轉化爲 datetime 物件。這時，就要使用到 dateutil 中的 parser 模組。

  • parser.parse(timestr, parserinfo=None, **kwargs)
#【例子】如何在 python 中將字串解析爲 datetime物件？

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'>

2020-06-25 00:00:00
<class 'datetime.datetime'>
2010-03-31 22:51:00
<class 'datetime.datetime'>

# 練習】計算以下列表中連續的天數。
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)]

date類

  • date.today() 獲取當前日期資訊。
#【例子】如何在 Python 中獲取當前日期和時間？

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'>

2020-06-25
<class 'datetime.date'>
2020-08-08
<class 'datetime.date'>

# 【練習】如何統計兩個日期之間有多少個星期六？
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

273
6
40

time類

#【例子】如何使用 datetime.time() 類？

import datetime

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

12:09:23.012980
<class 'datetime.time'>

#【練習】如何將給定日期轉換爲當天開始的時間？
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

2019-10-02 00:00:00
2019-10-02 00:00:00

timedelta類

timedelta 表示具體時間範例中的一段時間。你可以把它們簡單想象成兩個日期或時間之間的間隔。

它常常被用來從 datetime 物件中新增或移除一段特定的時間。

#【例子】如何使用 datetime.timedelta() 類？

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'>

30 days, 0:00:00
<class 'datetime.timedelta'>
2020-08-08
2020-09-07
365 days, 0:00:00
<class 'datetime.timedelta'>
23 days, 0:00:00
<class 'datetime.timedelta'>

【練習】

距離你出生那天過去多少天了？

距離你今年的下一個生日還有多少天？

將距離你今年的下一個生日的天數轉換爲秒數。

#【參考答案】

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

1969-10-02
2020-08-08
2020-10-02
18573
55
4752000
4752000.0