Python基礎-22經常使用內置模塊

22. 經常使用內置模塊

22.1 random模塊

    隨機數據能夠用於數學、測試、安全、算法等領域中。內置random模塊,可用於生成僞隨機數。html

真正意義上的隨機數或隨機事件是在某次產生過程當中是按照實驗過程當中表現的分佈機率隨機產生的,其結果是不可預測的,不可見的。而計算機中的隨機函數是按必定的算法模擬產生,對於正常隨機而言,會出現某個事件出現屢次的狀況。而僞隨機,是在事件觸發前設定好,各個事件各發生一次,僅順序不一樣而已。python

    在使用random模塊前,須要導入其模塊,用法以下所示:算法

import random

22.1.1 random

random() - 用於生成0~1的隨機符點數,若用n表示隨機生成的數,則0<=n<1.0編程

    示例用法以下所示:安全

>>> import random
>>> random.random()
0.8907589330748479
>>> [round(random.random(),2) for i in range(10)]
[0.83, 0.83, 0.73, 0.53, 0.67, 0.39, 0.23, 0.57, 0.4, 0.39]

22.1.2 randint

randint(start,end):用於生成指定範圍內的整數,start爲起始數字範圍,end爲結束數字範圍,若用n表示隨機生成的數,則start<=n<=end微信

    示例用法以下所示:app

>>> random.randint(1,20)
16
>>> [random.randint(1,20) for i in range(10)]
[15, 3, 13, 17, 12, 5, 14, 9, 15, 17]

22.1.3 randrange

randrange([start],stop,[step]):按指定步長生成隨機數,與range相似,若start未指定,默認人0開始,step可爲正,也能夠爲負dom

    示例用法以下所示:函數

>>> [random.randrange(20) for i in range(20)]
[1, 9, 4, 11, 8, 10, 12, 6, 3, 16, 4, 10, 16, 19, 13, 0, 18, 2, 8, 1]
>>> [random.randrange(30,20,-2) for i in range(20)]
[28, 30, 28, 28, 30, 28, 28, 26, 26, 26, 30, 28, 22, 28, 28, 24, 30, 30, 28, 22]
>>> [random.randrange(20,30,2) for i in range(20)]
[24, 20, 26, 28, 22, 22, 26, 22, 20, 28, 20, 24, 22, 28, 28, 28, 22, 22, 20, 26]

22.1.4 choice&choices

choice(seq):從非空序列seq中隨機選擇一個元素,seq須要可爲字符串、列表和元組測試

choices(population, weights=None, *, cum_weights=None, k=1):從population中進行k次隨機選擇,每次選取一個元素(可能會出現同一個元素被屢次選中的狀況)

  • weights:相對權重值,population中有幾個元素就要有相對應的權重值,
  • cum_weights:累計權重值,如相對權重值爲[1,2,3,5],則累計權重值爲[1,3,6,11]

    示例用法以下所示:

>>> random.choice([1,2,3,4,5,6,7,8,9,0])
1
>>> random.choice((1,2,3,4,5,6,7,8,9,0))
9
>>> random.choice("abcdefgh")
'b'
>>> temp=[1,2,3,4,5,6,7,8,9,0]
>>> random.choices(temp,k=10)
[6, 0, 6, 7, 2, 5, 4, 4, 3, 5]
>>> random.choices(temp,weights=temp,k=10)
[8, 9, 8, 3, 2, 8, 5, 9, 9, 6]   # 9的相對權重爲最大,通過屢次選擇後,被選中的機率也越大
>>> random.choices(temp,weights=[2,2,2,2,2,2,2,2,2,2],k=10)
[8, 1, 5, 4, 4, 8, 4, 5, 2, 1]
>>> random.choices(temp,cum_weights=[2,2,2,2,2,2,2,2,2,2],k=10)
[1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1]

22.1.5 sample

sample(population, k):從population選擇k個元素並組成新的序列,經常使用於不重複的隨機抽樣。與choics的不一樣之處在於choices是選擇k次,而sample是選取k個元素。
k不能大於population的元素個數

    示例用法以下所示:

>>> temp=[1,2,3,4,5,6,7,8,9,0]
>>> random.sample(temp,3)
[5, 9, 2]
>>> random.sample(temp,3)
[6, 5, 7]
>>> random.sample(range(1,100),3)
[94, 96, 62]

22.1.6 shuffle

shuffle(x, random=None):經常使用於打亂列表中的元素,僅適用於可變序列。

    示例用法以下所示:

>>> temp=[1,2,3,4,5,6,7,8,9,0]
>>> random.shuffle(temp)
>>> temp
[1, 8, 4, 7, 5, 9, 6, 3, 2, 0]

22.1.7 uniform

uniform(a, b):產生一個大小介於ab或ba的隨機浮點數。

>>> random.uniform(10,20)
12.92109250364504
>>> random.uniform(100,20)
61.262911331961085
>>> random.uniform(-100,20)
8.388580711375894
>>> random.uniform(-100,0)
-36.12620029902773

22.2 時間日期模塊

22.2.1 時間模塊

    Python內置的time模塊能夠讀取系統的當前時間,方便處理時間相關的內容。

22.2.1.1 sleep函數

    若是須要在程序運行階段,暫停一會程序,則可使用sleep函數,暫停的時間單位爲秒,其使用方法也很是簡單,以下所示:

>>> import time
>>> time.sleep(5)
22.2.1.2 time函數

    Unix紀元是編程中常常參考的時間,其時間爲1970-01-01 00:00:00,也被稱爲世界協調時間(UTC),而time函數返回的值爲當前系統時間與UTC之間的差值,稱之爲UNIX時間戳,單位爲秒。以下所示:

>>> import time
>>> time.time()
1590306522.6944528

    UNIX時間戳能夠用於測量代碼的運行時間,以下所示:

import time
import random

def calcTimeDiff(func):
    def wrapper():
        startTime=time.time()
        func()
        endTime=time.time()
        print(f"程序共耗時{endTime-startTime} s")
    return wrapper


@calcTimeDiff
def testCode():
    res=[random.uniform(-1000,9999) for i in range(9999)]
    time.sleep(5)

if __name__ == '__main__':
    testCode()

輸出結果以下所示:

程序共耗時5.011289596557617 s
22.2.1.3 localtime函數

    將時間戳轉換爲struct_time格式,若是傳入參數爲空,則取系統當前時間,示例以下所示:

>>> time.localtime()
time.struct_time(tm_year=2020, tm_mon=5, tm_mday=24, tm_hour=16, tm_min=11, tm_sec=9, tm_wday=6, tm_yday=145, tm_isdst=0)
>>> time.localtime(1590306522.6944528)
time.struct_time(tm_year=2020, tm_mon=5, tm_mday=24, tm_hour=15, tm_min=48, tm_sec=42, tm_wday=6, tm_yday=145, tm_isdst=0)
22.2.1.4 mktime函數

    將元組格式的轉換爲時間戳格式,以下所示:

>>> time.mktime(time.localtime())
1590308257.0
>>> time.mktime((2020, 5, 24, 16, 20, 38, 1, 48, 0))
1590308438.0
22.2.1.5 asctime函數

    將元組格式的時間轉換爲字符串格式,若是未傳入參數,則默認調用time.localtime(),示例以下所示:

>>> time.asctime((2020, 5, 24, 16, 20, 38, 1, 48, 0))
'Tue May 24 16:20:38 2020'
>>> time.asctime()
'Sun May 24 16:23:04 2020'
22.2.1.6 strftime

    指導指定的字符串轉換爲指定格式的字符串,如未傳入表示時間字符串參數,則調用time.localtime(),若是傳入的參數不能表明時間或越辦,則拋出異常。其定義格式以下所示:

strftime(format, p_tuple=None)

    示例以下所示:

>>> time.strftime("%Y-%m-%d")
'2020-05-24'
>>> time.strftime("%Y-%m-%d",time.localtime())
'2020-05-24'
>>> time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S",time.localtime())
'2020-05-24 16:28:48'

    常見的格式字符以下所示:

column column
%a 本地星期名稱簡稱
%A 本地星期名稱全稱
%b 本地月份簡稱
%B 本地月份全稱
%d 顯示對應的日期和星期
%Y 顯示完整的年份,格式爲YYYY
%m 顯示完整的月份,格式爲mm
%d 顯示天數,格式爲dd
%H 顯示小時,24小時制
%M 顯示分鐘
%S 顯示秒
%I 顯示小時,12小時制
%j 顯示當前天數在一年以內屬於第幾天
%p 顯示am或pm
%U 顯示當前星期在一年以內屬於第幾個星期
%w 顯示一個星期中的第幾天(0表明星期天)
%Z 顯示本地的時區

22.2.2 datetime

    time經常使用於獲取時間戳或程序暫停。若是須要更方便的處理日期,則使用內置模塊datetime。

22.2.2.1 獲取當前系統時間now方法
>>> from datetime import datetime
>>> datetime.now()
datetime.datetime(2020, 5, 24, 18, 16, 56, 582298)

    在調用now方法以後,返回一個datetime對象,表示當前的系統時間,包含年、月、日、時、分、秒、微秒等信息,經過如下下方式能夠單獨獲取其值,以下所示:

>>> dt=datetime.now()
>>> dt.year,dt.month,dt.day
(2020, 5, 24)
>>> dt.hour,dt.minute,dt.second,dt.microsecond
(18, 19, 13, 437783)
22.2.2.2 轉換時間戳爲時間fromtimestamp
import time
>>> from datetime import datetime
>>> timeStamp=time.time()
>>> datetime.fromtimestamp(timeStamp)
datetime.datetime(2020, 5, 24, 18, 21, 53, 958894)
22.2.2.3 轉換時間爲時間戳timestamp
>>> dt=datetime.now()
>>> dt.timestamp()
1590316238.912804
>>> datetime.now().timestamp()
1590316265.052493
22.2.2.4 格式化日期strftime

    strftime將日期格式的日期按格式化要求轉換爲相應的字符串格式日期。這裏的日期格式化與time模塊的格式很是像,示例以下所示:

>>> datetime.now().strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S.%f")
'2020-05-24 18:34:13.628337'
>>> dt=datetime(2020,5,24,18,35,20,123456)
>>> dt.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S.%f")
'2020-05-24 18:35:20.123456'

%f:表示格式化微秒,須要注意與time模塊的區別

22.2.2.5 格式化日期strptime

    strptime與strftime相反,是將字符串格式的日期按格式化要求轉換爲相應的日期格式的日期,注意,必須是日期格式的字符串才能轉換。

>>> dt="2020-05-24 18:34:13.628337"
>>> datetime.strptime(dt,"%Y-%m-%d %H:%M:%S.%f")
datetime.datetime(2020, 5, 24, 18, 34, 13, 628337)
>>> datetime.strptime("2020-05-24","%Y-%m-%d")
datetime.datetime(2020, 5, 24, 0, 0)
>>> datetime.strptime("18:44:20","%H:%M:%S")
datetime.datetime(1900, 1, 1, 18, 44, 20)

22.2.3 timedelta

    tiemdelta主要用於計算兩個datetime對象的差值。一般只保留days、seconds、microseconds三個值

22.2.3.1 計算時間差
>>> from datetime import datetime
>>> from datetime import timedelta
>>> now=datetime.now()
>>> now
datetime.datetime(2020, 5, 24, 18, 53, 36, 859069)
>>> addDay=now+timedelta(days=1)
>>> addDay
datetime.datetime(2020, 5, 25, 18, 53, 36, 859069)
>>> subDay=now-timedelta(days=1)
>>> subDay
datetime.datetime(2020, 5, 23, 18, 53, 36, 859069)
>>> now+timedelta(days=-10)
datetime.datetime(2020, 5, 14, 18, 53, 36, 859069)

&esmp;   雖然timedelta提供計算時間差,但卻沒有提供計算月份的時間差,使用time模塊來進行計算,以下所示:

>>> import time
>>> nowMonth=time.localtime()[1]
>>> nowMonth
5
>>> nowMonth-1 # 上一個月
4
>>> nowMonth+1 # 下一個月
6
22.2.3.2 獲取時間差總數
>>> from datetime import datetime
>>> from datetime import timedelta
>>> import time
>>> timedelta(days=2,hours=2,minutes=60,microseconds=100000)
>>> timedelta(days=2,hours=2,minutes=60,microseconds=100000).days
2
>>> timedelta(days=2,hours=2,minutes=60,microseconds=100000).seconds
10800
>>> timedelta(days=2,hours=2,minutes=60,microseconds=100000).microseconds
100000
timedelta(days=2,hours=2,minutes=60,microseconds=100000).total_seconds()
>>> 183600.1
>>> timedelta(days=2,hours=2,minutes=60,microseconds=1000000).total_seconds()
183601.0
>>> startTime=datetime.now()
>>> startTime
datetime.datetime(2020, 5, 24, 19, 12, 0, 242072)
>>> endTime=datetime.now()
>>> endTime
datetime.datetime(2020, 5, 24, 19, 12, 34, 331050)
>>> (endTime-startTime).total_seconds()
34.088978
>>> (endTime-startTime).microseconds
88978

本文地址:http://www.javashuo.com/article/p-rjlqdqiq-dh.html

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