常用模块

Posted 2020-09-14 777

一  模块(modue)的概念：

在计算机程序的开发过程中，随着程序代码越写越多，在一个文件里代码就会越来越长，越来越不容易维护。

为了编写可维护的代码，我们把很多函数分组，分别放到不同的文件里，这样，每个文件包含的代码就相对较少，很多编程语言都采用这种组织代码的方式。在Python中，一个.py文件就称之为一个模块（Module）。

使用模块有什么好处？

最大的好处是大大提高了代码的可维护性。

其次，编写代码不必从零开始。当一个模块编写完毕，就可以被其他地方引用。我们在编写程序的时候，也经常引用其他模块，包括Python内置的模块和来自第三方的模块。

所以，模块一共三种：

• python标准库
• 第三方模块
• 应用程序自定义模块

另外，使用模块还可以避免函数名和变量名冲突。相同名字的函数和变量完全可以分别存在不同的模块中，因此，我们自己在编写模块时，不必考虑名字会与其他模块冲突。但是也要注意，尽量不要与内置函数名字冲突。

模块导入方法

1 import 语句

import module1[, module2[,... moduleN]

当我们使用import语句的时候，Python解释器是怎样找到对应的文件的呢？答案就是解释器有自己的搜索路径，存在sys.path里。　　

[\'\', \'/usr/lib/python3.4\', \'/usr/lib/python3.4/plat-x86_64-linux-gnu\',
\'/usr/lib/python3.4/lib-dynload\', \'/usr/local/lib/python3.4/dist-packages\', \'/usr/lib/python3/dist-packages\']　　

因此若像我一样在当前目录下存在与要引入模块同名的文件，就会把要引入的模块屏蔽掉。

2  from…import 语句

from modname import name1[, name2[, ... nameN]]

这个声明不会把整个modulename模块导入到当前的命名空间中，只会将它里面的name1或name2单个引入到执行这个声明的模块的全局符号表。

3  From…import* 语句

from modname import *

这提供了一个简单的方法来导入一个模块中的所有项目。然而这种声明不该被过多地使用。大多数情况， Python程序员不使用这种方法，因为引入的其它来源的命名，很可能覆盖了已有的定义。

4 运行本质　

#1 import test
#2 from test import add　
　
无论1还是2，首先通过sys.path找到test.py,然后执行test脚本（全部执行），区别是1会将test这个变量名加载到名字空间，而2只会将add这个变量名加载进来。

二  常用模块：

一  time模块

在Python中，通常有这三种方式来表示时间：时间戳、元组(struct_time)、格式化的时间字符串：
(1)时间戳(timestamp) ：通常来说，时间戳表示的是从1970年1月1日00:00:00开始按秒计算的偏移量。我们运行“type(time.time())”，返回的是float类型。

(2)格式化的时间字符串(Format String)： ‘1988-03-16’

(3)元组(struct_time) ：struct_time元组共有9个元素共九个元素:(年，月，日，时，分，秒，一年中第几周，一年中第几天等）

# <1> 时间戳

>>> import time
>>> time.time()      #--------------返回当前时间的时间戳

1493136727.099066

# <2> 时间字符串

>>> time.strftime("%Y-%m-%d %X")
\'2017-04-26 00:32:18\'

# <3> 时间元组(结构化时间)

>>> time.localtime()　#本地时区的struct_time
>>> time.gmtime()   #UTC时区的struct_time

小结：时间戳是计算机能够识别的时间；时间字符串是人能够看懂的时间；时间元组(结构化时间)则是用来操作时间的

1.

import time

# print(time.mktime(time.localtime()))
# print(time.mktime(time.gmtime()))   #time.gmtime将结构化时间转化成时间戳

# print(time.localtime(365*3600*24))
# print(time.gmtime(365*3600*24)) #将时间戳转化成结构化时间

# print(time.strftime("%Y-%m-%d %X",time.localtime()))  #结构化时间转化成字符串时间
# print(time.strptime("2017-04-26","%Y-%m-%d"))  #字符串时间转化成结构化时间

2.

# print(time.asctime()) #固定格式显示当前时间
# print(time.asctime(time.localtime()))
# print(time.asctime(time.localtime(1233333223)))#显示设定时间戳的字符串时间
# print(time.ctime()) #固定格式显示当前时间
# print(time.ctime(1119234234))

#--------------------------其他方法
# sleep(secs)
# 线程推迟指定的时间运行，单位为秒。

二  random模块

>>> import random
>>> random.random()      # 大于0且小于1之间的小数，不能添加数字
0.7664338663654585

>>> random.randint(1,5)  # 大于等于1且小于等于5之间的整数

>>> random.randrange(1,3) # 大于等于1且小于3之间的整数，末尾数不取

>>> random.choice([1,\'23\',[4,5]])  # #1或者23或者[4,5]

>>> random.sample([1,\'23\',[4,5]],2) # #列表元素任意2个组合，可取列表0(空列表)个或所有个数，但是排序会变。
[[4, 5], \'23\']

>>> random.uniform(1,3) #大于1小于3的小数，两个数可以一样，会取这个数的带小数点的形式，如：2.0，44.0
1.6270147180533838

>>> item=[1,3,5,7,9]
>>> random.shuffle(item) # 打乱次序
>>> item
[5, 1, 3, 7, 9]
>>> random.shuffle(item)
>>> item
[5, 9, 7, 1, 3]

练习：生成验证码

import random

def v_code():

    code = \'\'
    for i in range(5):

        num=random.randint(0,9)
        alf=chr(random.randint(65,90))
        add=random.choice([num,alf])
        code="".join([code,str(add)])

    return code

print(v_code())

生成验证码

三  hashlib

1.Python的hashlib提供了常见的摘要算法，如MD5，SHA1等等。

什么是摘要算法呢？摘要算法又称哈希算法、散列算法。它通过一个函数，把任意长度的数据转换为一个长度固定的数据串（通常用16进制的字符串表示）。

摘要算法就是通过摘要函数f()对任意长度的数据data计算出固定长度的摘要digest，目的是为了发现原始数据是否被人篡改过。

摘要算法之所以能指出数据是否被篡改过，就是因为摘要函数是一个单向函数，计算f(data)很容易，但通过digest反推data却非常困难。而且，对原始数据做一个bit的修改，都会导致计算出的摘要完全不同。

我们以常见的摘要算法MD5为例，计算出一个字符串的MD5值：

import hashlib
 
md5 = hashlib.md5()
md5.update(\'how to use md5 in python hashlib?\')
print md5.hexdigest()

计算结果如下：
d26a53750bc40b38b65a520292f69306

如果数据量很大，可以分块多次调用update()，最后计算的结果是一样的：

md5 = hashlib.md5()
md5.update(\'how to use md5 in \')
md5.update(\'python hashlib?\')
print md5.hexdigest()

MD5是最常见的摘要算法，速度很快，生成结果是固定的128 bit字节，通常用一个32位的16进制字符串表示。另一种常见的摘要算法是SHA1，调用SHA1和调用MD5完全类似：

import hashlib
 
sha1 = hashlib.sha1()
sha1.update(\'how to use sha1 in \')
sha1.update(\'python hashlib?\')
print sha1.hexdigest()

SHA1的结果是160 bit字节，通常用一个40位的16进制字符串表示。比SHA1更安全的算法是SHA256和SHA512，不过越安全的算法越慢，而且摘要长度更长。

2.摘要算法的应用

任何允许用户登录的网站都会存储用户登录的用户名和口令。

如果以明文保存用户口令，如果数据库泄露，所有用户的口令就落入黑客的手里。此外，网站运维人员是可以访问数据库的，也就是能获取到所有用户的口令。正确的保存口令的方式是不存储用户的明文口令，而是存储用户口令的摘要，比如MD5：

username | password
---------+---------------------------------
michael  | e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e
bob      | 878ef96e86145580c38c87f0410ad153
alice    | 99b1c2188db85afee403b1536010c2c9

考虑这么个情况，很多用户喜欢用123456，888888，password这些简单的口令，于是，黑客可以事先计算出这些常用口令的MD5值，得到一个反推表，这样，无需破解，只需要对比数据库的MD5，黑客就获得了使用常用口令的用户账号。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。

对于用户来讲，当然不要使用过于简单的口令。但是，我们能否在程序设计上对简单口令加强保护呢？

由于常用口令的MD5值很容易被计算出来，所以，要确保存储的用户口令不是那些已经被计算出来的常用口令的MD5，这一方法通过对原始口令加一个复杂字符串来实现，俗称“加盐”：

hashlib.md5("salt".encode("utf8"))

经过Salt处理的MD5口令，只要Salt不被黑客知道，即使用户输入简单口令，也很难通过MD5反推明文口令。

但是如果有两个用户都使用了相同的简单口令比如123456，在数据库中，将存储两条相同的MD5值，这说明这两个用户的口令是一样的。有没有办法让使用相同口令的用户存储不同的MD5呢？

如果假定用户无法修改登录名，就可以通过把登录名作为Salt的一部分来计算MD5，从而实现相同口令的用户也存储不同的MD5。

摘要算法在很多地方都有广泛的应用。要注意摘要算法不是加密算法，不能用于加密（因为无法通过摘要反推明文），只能用于防篡改，但是它的单向计算特性决定了可以在不存储明文口令的情况下验证用户口令。

四  os模块

用于提供系统级别的操作

\'\'\'
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(\'dirname1/dirname2\')    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","newname")  重命名文件/目录
os.stat(\'path/filename\')  获取文件/目录信息
os.sep    输出操作系统特定的路径分隔符，win下为"\\\\",Linux下为"/"
os.linesep    输出当前平台使用的行终止符，win下为"\\t\\n",Linux下为"\\n"
os.pathsep    输出用于分割文件路径的字符串 win下为;,Linux下为:
os.name    输出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
os.path.getsize(path) 返回path的大小
\'\'\'

五  sys模块

用于提供对解释器相关的操作

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.stdout.write(\'please:\')
val = sys.stdin.readline()[:-1]