一、内置库os

1、os 概述

• os: Operating System
• os 模块的常用功能
• 跨平台的差异

2、os 使用

• 导入 os 模块
• 查看 os 模块使用文档
  • help(os)
  • dir(os)
  • import os

# 查看os模块说明文档
help(os)

# 查看os模块的属性和方法
print(dir(os))

3、os 常用方法

3.1 os 操作系统相关

• os.name：获取系统名称
• os.environ：获取系统环境变量信息
• os.getenv(‘PATH’)：获取指定名称的环境变量信息
• os.system()：执行系统指令

import os

# os.name：获取系统名称 nt代表window，posix代表linux
print(os.name)

# os.environ：获取系统环境变量信息
print(os.environ)

# os.getenv('PATH')：获取指定名称的环境变量信息
print(os.getenv('PATH'))

# os.system()：执行系统指令
os.system('pwd')  # linux系统
print(os.system('dir'))  # windows系统

3.2os 目录相关

• os.getcwd()：获取当前目录
• os.chdir()：切换目录
• os.listdir()：列出当前目录内容
• os.mkdir()：创建空目录
• os.makedirs()：递归创建多级目录
• os.rmdir()：删除空目录
• os.rename()：重命名目录
• os.remove()：删除文件

"""目录相关"""
# 获取当前所在目录 get current directory
print(os.getcwd())
# 切换目录 change directory
os.chdir('..')
# 列出当前目录下的所有文件
print(os.listdir())
# 创建空目录
os.mkdir('new')
# 递归创建多级空目录
os.makedirs('a/b/c')
# 删除空目录
os.rmdir('new')
# 重命名目录
os.rename('a', 'a1')
# 删除文件
os.remove('demo.txt')

• 操作路径

3.3 os 路径相关

3.4 os 路径用法实例

# 返回绝对路径
print(os.path.abspath("./os_demo.py"))
# 返回文件名
print(os.path.basename("/Users/xiaofo/coding/pythonProject/course/os_demo.py"))
# 返回文件路径
print(os.path.dirname("/Users/xiaofo/coding/pythonProject/course/os_demo.py"))
# 分割路径
print(os.path.split("/Users/xiaofo/coding/pythonProject/course/os_demo.py"))
# 拼接路径
print(os.path.join("/Users/xiaofo/coding/pythonProject/course", "os_demo.py"))
# 判断路径是否存在
print(os.path.exists("/Users/xiaofo/coding/pythonProject/course/os_demo.py"))
print(os.path.exists("./os_demo.py"))
# 判断是否是目录
print(os.path.isdir("../demos"))
# 判断是否是文件
print(os.path.isfile("./hello.py"))
# 获取文件大小
print(os.path.getsize("/Users/xiaofo/coding/pythonProject/course/os_demo.py"))

二、内置库 sys

1、sys 概述

• 是 Python 自带的内置模块
• 是与 Python 解释器交互的桥梁

2、sys 使用

2.1 导入 sys 模块

# 导入sys模块
import sys

# 查看sys模块帮助文档
help(sys)

# 查看sys模块的属性和方法
print(dir(sys))

2.2 sys 常用属性

• sys.version：返回 Python 解释器版本
• sys.platform：返回操作系统平台名称
• sys.argv：返回外部向程序传递的参数
• sys.modules：返回已导入的模块信息
• sys.path：返回导包的搜索路径列表

"""sys模块常用属性"""
# 返回Python 解释器版本
print(sys.version)
# 返回操作系统平台名称
print(sys.platform)
# 返回外部向程序传递的参数
print(sys.argv)
# 返回已导入的模块信息
print(sys.modules)
print(sys.modules.keys())
# 返回导包的搜索路径列表
print(sys.path)

2.3 sys 常用方法

• sys.getdefaultencoding()：获取编码方式
• sys.exit()：运行时退出

"""sys模块常用方法"""
# 获取系统当前编码
print(sys.getdefaultencoding())

# 运行时退出
sys.exit()

三、内置库 - 文件处理

1、IO 操作

IO操作

2、文件操作步骤

• 打开文件
• 操作文件：读/写内容
• 关闭文件（读写完成，要及时的关闭）

2.1 open 方法

def open(file, mode='r', buffering=None, 
encoding=None, errors=None, newline=None, 
closefd=True):

3、文件读写模式

3.1 实战1

# 第一步：（以只读模式）打开文件
f = open('data.txt', 'r', encoding='utf-8')  

# 第二步：读取文件内容
print(f.read())

# 第三步：关闭文件
f.close()

4、读操作

忘记关闭文件的危害

• 打开文件达到一定数量， 将会导致打开失败
• 占用内存空间，非常浪费资源
• 会导致系统自动回收资源，而丢失数据

4.1 with 用法

with open('data.txt', 'r', encoding='utf-8') as f:
    print(f.read())
print(f.closed)   ## 查看关闭状态

4.2读操作实战

• 读取指定长度的内容
• 读取文件中的一行
• 遍历打印文件中的每一行

4.3写操作实战

• mode=“w+”， 读写权限，会新建文件，清空内容再写入
• mode=“r+”， 读写权限，替换原来的内容
• mode=“a+”， 读写权限，追加内容

5、总结

• 使用 with 方法，会自动完成关闭操作
• 通过 python 封装的 API，可以实现读，写，追加操作
• 文件打开要使用utf-8的编码格式（以免中文出现乱码）

四、内置库 - 科学计算

了解 math 函数

math 函数，python 提供的内置数学类函数库，包含了很多数学公式。
比如幂函数运算，三角函数，高等函数运算等。

1、math 函数操作

• 数字常数
• 数论与表示函数
• 幂对数函数
• 三角对数函数
• 高等特殊函数

1.1数字常量

1.2 数论与表示函数

image.png

1.3 幂函数与对数函数

1.4 三角函数

1.5 高等特殊函数

image.png

1.6 实战练习

• 常量
• 数论与表示函数（ceil, floor）
• 幂函数与对数函数 (pow(), sqrt())

实例

天天向上的力量

一年365天，以第1天的能力值为基数，记为1.0，
当努力学习时，能力值相比前一天提高1%，
当没有学习时能力值相比前一天下降1%。
（每天努力和每天放任，一年下来的能力值相差多少呢? ）

五、日期与时间处理

目录

• 获取当前日期/获取特定时间
• datetime 与 timestamp 时间戳互转
• datetime 与 str 互转
• 实战练习

工作中应用

• 作为日志信息的内容输出
• 计算某个功能的执行时间
• 用日期命名一个日志文件的名称
• 生成随机数（时间是不会重复的）

python 中处理时间的模块

• time
• datetime
• calendar

常见的时间表示形式

• 时间戳
• 格式化的时间字符串

datetime 常用的类

• datetime （from datetime import datetime） 时间日期相关
• timedelta (from datetime import timedelta) 计算两个时间的时间差
• timezone (from datetime import timezone) 时区相关

练习1 - 获取当前日期和时间

import datetime
now = datetime.datetime.now()

练习2 - 字符串与时间互转

s="2021-09-27 06:47:06"
# 将字符串 转换为datetime实例
s1=datetime.datetime.strptime(s,'%Y-%m-%d %H:%M:%S')

# 时间转成字符串
now = datetime.datetime.now()
result = now.strftime('%a, %b %d %H:%M')

# 参考链接：https://docs.python.org/3/library/datetime.html?highlight=strftime

练习3 - 时间戳 与时间互转

import datetime
mtimestamp = 1632725226.129461
# 将时间戳转成时间 
s = datetime.datetime.fromtimestamp(mtimestamp)
# 将时间转成时间戳
print(s.timestamp())

实例

写一段代码，生成一个以时间命名的日志文件。
并向日志文件中写入日志数据。

六、内置库 json

JSON

• JSON 是用于存储和交换数据的语法，是一种轻量级的数据交换格式。
• 使用场景
  • 接口数据传输
  • 序列化
  • 配置文件

JSON 结构

• 键值对形式
• 数组形式

{
    "language": [
        {
            "name": "python",
            "url": "https://www.python.org/"
        },
        {
            "name": "java",
            "url": "https://www.java.com/zh-CN/"
        }
    ]
}

Python 与 JSON 数据类型对应

json 库

• 可以从字符串或文件中解析 JSON
• 该库解析 JSON 后将其转为 Python 字典或者列表

常用方法

• dumps()：将 Python 对象编码成 JSON 字符串
• loads()：解码 JSON 数据，该函数返回 Python 对象
• dump()： Python 对象编码，并将数据写入 json 文件中
• load()：从 json 文件中读取数据并解码为 Python 对象

import json

# 定义 python 结构
data = [{'a': 1, 'b': '2', 'c': True, 'd': False, 'e': None }]   

# 将 python 对象编码为 JSON 字符串
json_data = json.dumps(data)
# 将 JSON 字符串解码为 python 对象
python_data = json.loads(json_data)
# 写入 JSON 数据，在代码当前目录生成一个 data.json 的文件
with open('data.json', 'w') as f:    
     json.dump(data, f)   
# 读取数据，读取 json 文件并解码成 python 对象
with open('data.json', 'r') as f:
     data = json.load(f)

dumps 常用参数

• indent：根据数据格式缩进显示，默认为 None，没有缩进
• ensure_ascii：对中文使用 ASCII 编码，默认为 True

import json

data = {
    'a': 1, 
    'b': '霍格沃兹', 
    'c': True, 
    'd': False, 
    'e': None }

python_data = json.dumps(data, indent=4, ensure_ascii=False)
print(python_data)

七、内置库 re

什么是正则表达式

• 正则表达式就是记录文本规则的代码
• 可以查找操作符合某些复杂规则的字符串

使用场景

• 处理字符串
• 处理日志

在 python 中使用正则表达式

• 把正则表达式作为模式字符串
• 正则表达式可以使用原生字符串来表示
• 原生字符串需要在字符串前方加上 r'string'

# 匹配字符串是否以 hogwarts_ 开头

r'hogwart_\w+'

使用 re 模块实现正则表达式操作

正则表达式对象转换

• compile()：将字符串转换为正则表达式对象
• 需要多次使用这个正则表达式的场景

import re

'''
prog：正则对象，可以直接调用匹配、替换、分割的方法，不需要再传入正则表达式
pattern：正则表达式
'''

prog = re.compile(pattern)

匹配字符串

• match()：从字符串的开始处进行匹配
• search()：在整个字符串中搜索第一个匹配的值
• findall()：在整个字符串中搜索所有符合正则表达式的字符串，返回列表

import re

'''
pattern: 正则表达式
string: 要匹配的字符串
flags: 可选，控制匹配方式
    - A：只进行 ASCII 匹配
    - I：不区分大小写
    - M：将 ^ 和 $ 用于包括整个字符串的开始和结尾的每一行
    - S：使用 (.) 字符匹配所有字符（包括换行符）
    - X：忽略模式字符串中未转义的空格和注释
'''

re.match(pattern, string, [flags])
re.search(pattern, string, [flags])
re.findall(pattern, string, [flags])

替换字符串

• sub()：实现字符串替换

import re

'''
pattern：正则表达式
repl：要替换的字符串
string：要被查找替换的原始字符串
count：可选，表示替换的最大次数，默认值为 0，表示替换所有匹配
flags：可选，控制匹配方式
'''

re.sub(pattern, repl, string, [count], [flags])

分割字符串

• split()：根据正则表达式分割字符串，返回列表

import re

'''
pattern：正则表达式
string：要匹配的字符串
maxsplit：可选，表示最大拆分次数
flags：可选，控制匹配方式
'''

re.split(pattern, string, [maxsplit], [flags])

八、内置库多线程threding

九、内置库pythonlogging

日志作用

• 调试
• 辅助定位问题
• 数据分析

日志的级别

日志的用法

https://docs.python.org/zh-cn/3/howto/logging.html

设置日志的级别

logging.basicConfig(level=logging.INFO)

保存日志到文件

logging.basicConfig(filename='myapp.log', level=logging.INFO)

设置时间格式

logging.basicConfig(filename='myapp.log', level=logging.INFO,format='%(asctime)s [%(levelname)s] %(message)s (%(filename)s:%(lineno)s)', datefmt='%m/%d/%Y %I:%M:%S %p')

python 日志进阶

python 日志记录流程

python 日志定义

官网：https://docs.python.org/zh-cn/3/howto/logging.html

import logging
import os
# create logger 创建一个logger 记录器
logger = logging.getLogger(os.path.basename(__file__))
logger.setLevel(logging.DEBUG)
# create console handler and set level to debug
ch = logging.StreamHandler()
ch.setLevel(logging.DEBUG)
# create formatter
formatter = logging.Formatter('%(asctime)s - %(name)s - %(levelname)s - %(message)s')
# add formatter to ch
ch.setFormatter(formatter)
# add ch to logger
logger.addHandler(ch)
# 'application' code
logger.debug('debug message')
logger.info('info message')
logger.warning('warn message')
logger.error('error message')
logger.critical('critical message')

封装日志公共函数

https://ceshiren.com/t/topic/13564

日志配置文件

https://ceshiren.com/t/topic/13564