内置模块（timerandomhashlibos）

Posted 2020-10-16 冰滴的眼泪

简介：

模块：本质上就是一个.py文件，使用其中的函数。

模块分为：内置函数、第三方模块、自定义模块。

今天学习的就是Python的内置函数。

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一、time模块

1、时间的表示形式

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）

import time
print(time.time())

1498028009.8418534

print(time.strftime(\'%Y-%m-%d %X\'))

2017-06-21 14:53:29

print(time.localtime())

time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=6, tm_mday=21, tm_hour=14, tm_min=53, tm_sec=29, tm_wday=2, tm_yday=172, tm_isdst=0)

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；元组则是用来操作时间的

2、时间形式间的转换

（1）

#时间戳<-------------->结构化时间： localtime/gmtime    mktime

print(time.localtime(3600*24))
print(time.gmtime())

#运行结果：
time.struct_time(tm_year=1970, tm_mon=1, tm_mday=2, tm_hour=8, tm_min=0, tm_sec=0, tm_wday=4, tm_yday=2, tm_isdst=0)
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=6, tm_mday=21, tm_hour=6, tm_min=58, tm_sec=38, tm_wday=2, tm_yday=172, tm_isdst=0)

print(time.mktime(time.localtime()))
#运行结果：
1498028461.0


#字符串时间<-------------->结构化时间：  strftime/strptime
print(time.strftime(\'%Y-%m-%d %X\',time.localtime()))
#运行结果：
2017-06-21 15:04:15

print(time.strptime(\'2017-03-16\',\'%Y-%m-%d\'))
#运行结果
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=3, tm_mday=16, tm_hour=0, tm_min=0, tm_sec=0, tm_wday=3, tm_yday=75, tm_isdst=-1)

（2）

print(time.asctime(time.localtime(312343423)))
print(time.ctime(312343423))

#运行结果
Sun Nov 25 10:03:43 1979

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二、random模块

>>> import random
>>> random.random()      # 大于0且小于1之间的小数
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

>>> 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
[[4, 5], \'23\']

>>> random.uniform(1,3) #大于1小于3的小数
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]

#5位随机验证码
import random
def valdate_code():
    res=\'\'
    for i in range(5):
        num=random.randint(0,9)
        alfa=chr(random.randint(97,122))
        alfa2=chr(random.randint(65,90))
        add=random.choice([str(num),alfa,alfa2])
        res=res+add
    print(res)
valdate_code()

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三、hashlib模块

1、算法介绍

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(b\'how to use md5 in python hashlib?\')      #需要使用字节形式的字符串而非普通字符串
print(md5.hexdigest())
#运行结果
d26a53750bc40b38b65a520292f69306

md5=hashlib.md5(b\'how to use md5 in python hashlib?\').hexdigest()
print(md5)
#运行结果
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(b\'how to use md5 \')
md5.update(b\'in python hashlib?\')
print(md5.hexdigest())
#运行结果
d26a53750bc40b38b65a520292f69306 

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：

sha1=hashlib.sha1()
sha1.update(b\'how to use md5 \')
sha1.update(b\'in python hashlib?\')
print(sha1.hexdigest())
#运行结果
b752d34ce353e2916e943dc92501021c8f6bca8c

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。如何存储用户名和口令呢？方法是存到数据库表中：

name    | password
--------+----------
michael | 123456
bob     | abc999
alice   | alice2008

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：

\'e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e\': \'123456\'
\'21218cca77804d2ba1922c33e0151105\': \'888888\'
\'5f4dcc3b5aa765d61d8327deb882cf99\': \'password\'

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。

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。

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四、os模块

os模块是与操作系统交互的一个接口

\'\'\'
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.walk()　　路径下所有的路径、文件夹信息、文件
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访问时间
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.getctime(path)  返回path所指向的文件或者目录的创建时间
os.path.getsize(path) 返回path的大小
\'\'\'