單元五

模塊3模塊的導入和路徑目錄包2模塊的創(chuàng)建和命名空間1Python內置模塊4項目實戰(zhàn)5單元小結6模塊的創(chuàng)建Python中的模塊實際上就是包含函數(shù)和類的Python程序，它以“.py”為后綴。對于一個大型的系統(tǒng)，經(jīng)常將功能細化，將實現(xiàn)不同功能的代碼放在不同的程序文件中，在其它程序文件中以模塊的形式使用，便于程序的維護與復用。因此模塊的創(chuàng)建，就是建立“.py”的程序文件?！纠?-1】創(chuàng)建一個模塊，包含一個判斷水仙花數(shù)的函數(shù)。水仙花數(shù)（Narcissisticnumber）也被稱為超完全數(shù)字不變數(shù)、自戀數(shù)、自冪數(shù)、阿姆斯壯數(shù)或阿姆斯特朗數(shù)，水仙花數(shù)是指一個3位數(shù)，它的每個位上數(shù)字的3次冪之和等于它本身（例如：13+53+33=153）。3#水仙花數(shù)模塊#模塊名：ch5_1.py

defnarcissistic_number(x):z=xseries=[]whilex:#取每一位的數(shù)字存入列表中i=x%10series.append(i)x=x//10y=0foriinseries:#判斷是不是水仙花數(shù)y=y+i**3ify==z:returnTrueelse:returnFalse

if__name__=="__main__":print(narcissistic_number(153))#測試2個三位數(shù)print(narcissistic_number(161))模塊的創(chuàng)建Python中為了區(qū)分代碼塊是單獨運行，還是作為模塊導入到另一個代碼中進行運行，通過對系統(tǒng)變量“__name__”值的判斷來進行識別。模塊作為單獨的程序運行時，“__name__”的值是“__main__”，而作為模塊導入時，“__name__”的值就是該模塊的名字了，因此，從現(xiàn)在開始，每個py程序文件中，如果有函數(shù)、類的定義，則都進行這樣的判斷。即增加一個if__name==“__main__”的判斷。因此例5-1的代碼中，“if__name__==‘__main__’:……”語句塊，當單獨執(zhí)行ch5_1.py文件時，語句塊內的兩個print()函數(shù)將會被執(zhí)行。如果是作為模塊導入時，則不執(zhí)行。4命名空間

命名空間表示標識符的可見范圍。一個標識符可在多個命名空間中定義，但它在不同命名空間中的含義是互不相關的。如有兩個“劉衛(wèi)東”同學在同一個學校不同的班級里，老師在各自的班級里點名時，直接喊“劉衛(wèi)東”就可以了，自然就是本班的“劉衛(wèi)東”同學，如果在全校點名時，就需要區(qū)分是哪個班的“劉衛(wèi)東”了，這時候點名，需要采用“班級+劉衛(wèi)東”的形式了。那么班級就是命名空間。

在Python中，每個模塊都會維護一個獨立的命名空間，在模塊外使用標識符時，需要加上模塊名。如math.pi。當然，也需要結合模塊的導入方式，如果使用“from模塊名import函數(shù)名/屬性/子模塊名”方式導入時，一定要注意不同的模塊里不要存在相同的標識符。

Python命名空間采用字典進行管理，鍵為變量名，值是變量的值。各個命名空間是獨立的，沒有關系的，一個命名空間中不能有重名，但是不同的命名空間可以重名而沒有任何影響。

Localnamespace：局部命名空間，每個函數(shù)所擁有的命名空間，記錄了函數(shù)中定義的所有變量，包括函數(shù)的形參、內部定義的局部變量。

Globalnamespace：全局命名空間，每個模塊加載執(zhí)行時創(chuàng)建的，記錄了模塊中定義的變量，包括模塊中定義的函數(shù)、類、其它導入的模塊、模塊級的變量與常量。

Built-in：Python自帶的內建命名空間，任何模塊均可以訪問，放著內置的函數(shù)和異常。

當Python中的某段代碼要訪問一個變量x時，Python會在所有的命名空間中尋找這個變量，查找的順序為:①localnamespace：指的是當前函數(shù)或者當前類方法。如果在當前函數(shù)中找到了變量x，停止搜索；②globalnamespace：指的是當前模塊。如果在當前模塊中找到了變量x，停止搜索；③build-innamespace：如果在之前兩個namespace中都找不到變量x，Python會假設x是build-in的函數(shù)或者變量。如果x不是內置函數(shù)或者變量，Python會報NameError錯。53模塊的導入和路徑目錄包2模塊的創(chuàng)建和命名空間1Python內置模塊4項目實戰(zhàn)5單元小結6模塊的導入Python中提供了以下三種方式導入模塊：import模塊名import模塊名as模塊別名from模塊名import函數(shù)名/子模塊名/屬性每種導入方式，對于模塊內方法和屬性的調用是有區(qū)別①“import模塊名”方式導入時，調用方法和屬性格式為“模塊名.屬性/方法”importmathprint(math.pi)

#調用math模塊的pi屬性print(math.pow(3,5))#調用math模塊的pow()方法②“import模塊名as模塊別名”方式導入時，使用“模塊別名.屬性/方法”調用importmathasshuxueprint(shuxue.pi)③“from模塊名import函數(shù)名/屬性/子模塊名”方式導入時，可以有針對性的導入某個函數(shù)或者是子模塊，當然如果用“from模塊名import*”則將導入模塊的全部>>>frommathimport*>>>pi3.141592653589793>>>pow(2,3)8.0>>>sqrt(67)8.18535277187245一般在模塊導入時，添加別名，以方便操作，給長的模塊名起一個簡短的別名，另外也可以方便記憶，如對math不太熟悉，改成拼音的shuxue，可能就清楚在記得是數(shù)學函數(shù)相關的模塊了導入了math模塊的全部屬性和方法，因此math模塊內的全部方法和屬性都可以直接調用7模塊導入>>>frommathimportpow>>>pow(3,5)243.0>>>math.piTraceback(mostrecentcalllast):File"<pyshell#2>",line1,in<module>math.piNameError:name'math'isnotdefined>>>frommathimportpi>>>pi3.141592653589793>>>math.piTraceback(mostrecentcalllast):File"<pyshell#7>",line1,in<module>math.piNameError:name'math'isnotdefined上述三種導入方式，編程時，根據(jù)個人的需要和習慣進行選擇，但是“from模塊名import函數(shù)名/屬性/子模塊名”這種方式，由于調用時不需要再使用模塊名稱，因此要注意程序中不要出現(xiàn)同名的屬性和方法。8只導入了pow()函數(shù)，所以math.pi調用就拋出異常模塊的路徑Python自帶的模塊或者是第三方庫，在安裝時，系統(tǒng)自動將模塊的存放路徑記錄在sys.path列表中，在導入時，Python解釋器會根據(jù)sys.path記錄的路徑去尋找要導入的模塊。那么自己編寫的模塊，如何能讓解釋器知道路徑呢？其實有兩種方法。第一種方法是在sys.path列表里添加自己所寫模塊的路徑；第二種方法是設置系統(tǒng)的環(huán)境變量，使其包含模塊的路徑?！纠?-2】請編程找出所有的三位水仙花數(shù)，要求調用【例5-1】ch5_1.py模塊。①查看ch5_1.py的路徑9②將模塊所在的目錄添加到sys.path中sys模塊是Python的內置模塊模塊的路徑③編寫程序，調用ch5_1.py模塊#ch5_2.py#找出所有的水仙花數(shù)#coding:uft-8importch5_1

#導入自定義的模塊if__name__=='__main__':foriinrange(101,1000):ifch5_1.narcissistic_number(i)==True:print(i)④調試10#ch5_2_1.py#找出所有的水仙花數(shù)#coding:uft-8#添加路徑importsyssys.path.append(“/usr/book”)

importch5_1#導入自定義的模塊if__name__=='__main__':foriinrange(101,1000):ifch5_1.narcissistic_number(i)==True:print(i)可以將添加路徑放在程序中有4個水仙花數(shù)3模塊的導入和路徑目錄包2模塊的創(chuàng)建和命名空間1Python內置模塊4項目實戰(zhàn)5單元小結6包12

大型復雜的項目，通常會有多個模塊，為了更好地管理這些模塊，避免命名空間的沖突，Python中采用包進行管理。包其實就是一個文件夾或者叫目錄，但其中必須包含一個名為“__init__.py”的文件?！癬_init__.py”文件的內容可以是空，僅用于表示該目錄是一個包。另外包可以嵌套，即把子包放在某個包內。

有了包之后，導入模塊時，需要加上包的名稱，即包名.模塊名。如將哥德巴赫狂想ch3_p_1.py（素數(shù)的判斷）和例5-1的ch5_1.py（水仙花數(shù)的判斷）兩個模塊用包來進行管理，都放在“/usr/book”下，也就是創(chuàng)建一個“book”包，并且在“book”下創(chuàng)建一個空文件“__init__.py”，如下圖所示。如果要判斷一個數(shù)是不是素數(shù)，使用“book”包中ch3_p_1模塊的judge_prime()函數(shù)進行判斷，則進行如下操作：①添加包的路徑到sys.path中>>>importsys>>>sys.path.append(‘/usr’)②導入ch3_p_1模塊>>>importbook.ch3_p_1③調用judge_prime()函數(shù)>>>book.ch3_p_1.judge_prime(23)3模塊的導入和路徑目錄包2模塊的創(chuàng)建和命名空間1Python內置模塊4項目實戰(zhàn)5單元小結6模塊→math14

那些在安裝Python時就默認已經(jīng)安裝好的模塊被稱為“標準庫”，也稱為內建庫，比如math庫。內置庫有人把它們稱為Python自帶的電池，意思是Python擁有無限能量。1.math模塊math模塊中有大量常用的數(shù)學計算函數(shù)，如三角函數(shù)（sin()，cos()，tan()）、反三角函數(shù)（asin()，acos()，atan()）、對數(shù)函數(shù)（log()，log10()，log2()）等，還有數(shù)學常量如pi（圓周率）、e等。>>>importmath>>>math.pi3.141592653589793>>>math.log2(8)3>>>dir(math)['__doc__','__loader__','__name__','__package__','__spec__','acos','acosh','asin','asinh','atan','atan2','atanh','ceil','copysign','cos','cosh','degrees','e','erf','erfc','exp','expm1','fabs','factorial','floor','fmod','frexp','fsum','gamma','gcd','hypot','inf','isclose','isfinite','isinf','isnan','ldexp','lgamma','log','log10','log1p','log2','modf','nan','pi','pow','radians','remainder','sin','sinh','sqrt','tan','tanh','tau','trunc']>>>math.__doc__

#__doc__存放的是模塊的文檔信息'Thismoduleisalwaysavailable.Itprovidesaccesstothe\nmathematicalfunctionsdefinedbytheCstandard.'>>>math.__name__#模塊名字'math'152.random模塊random模塊主要用來生成隨機數(shù)的。如randint()、random()、seed()等函數(shù)。random()函數(shù)：生成0~1之間的隨機數(shù)>>>importrandom>>>random.random()0.014636057019557946randint(a,b)函數(shù)：生成一個整數(shù)，在a~b之間>>>random.randint(1,20)1>>>random.randint(1,20)5>>>random.randint(1,20)11choice(seq)函數(shù)：從序列seq中隨機地選取一個元素>>>random.choice([1,2,3,4,5,6,7,8])5>>>random.choice([1,2,3,4,5,6,7,8])1模塊→random163.time模塊time模塊是和時間相關的庫。time()函數(shù)：時間戳函數(shù)，以1970年1月1日0時0分0秒起至今的總秒數(shù)>>>importtime>>>time.time()1525930831.9476714#這個時間戳就是運行該語句時的時間與起始時間之間的總秒數(shù)localtime()函數(shù)：獲取本地時間>>>time.localtime()time.struct_time(tm_year=2024,tm_mon=3,tm_mday=3,tm_hour=21,tm_min=57,tm_sec=46,tm_wday=6,tm_yday=63,tm_isdst=0)索引屬性含

義0tm_year年1tm_mon月2tm_mday日3tm_hour時4tm_min分5tm_sec秒6tm_wday一周中的第幾天7tm_yday一年中的第幾天8tm_isdst是否夏令時時間元組各項含義模塊→time173.time模塊通過索引可以獲得某屬性的值，通過屬性也可以獲得相應的值>>>time.localtime()[0]2024>>>time.localtime()[1]3>>>time.localtime().tm_hour21>>>time.localtime().tm_min57ctime()函數(shù)：把時間以字符串的格式顯示>>>time.ctime()'SunMar322:00:002024'strftime()函數(shù)：將時間轉化為格式化的時間>>>time.strftime("%y",time.localtime())'24'>>>time.strftime("%Y",time.localtime())'2024'>>>time.strftime("%Y,%B,%d",time.localtime())'2024,March,03'模塊→time183.time模塊格式含義格式含義%a本地（locale）簡化星期名稱%p本地am或者pm的相應符%A本地完整星期名稱%S秒（01-61）%b本地簡化月份名稱%U一年中的星期數(shù)。（00-53星期天是一個星期的開始。）第一個星期天之前的所有天數(shù)都放在第0周。%B本地完整月份名稱%w一個星期中的第幾天（0-6，0是星期天）%c本地相應的日期和時間表示%W和%U基本相同，不同的是%W以星期一為一個星期的開始。%d一個月中的第幾天（01-31）%x本地相應日期%H一天中的第幾個小時（24小時制，00-23）%X本地相應時間%I第幾個小時（12小時制，01-12）%y去掉世紀的年份（00-99）%j一年中的第幾天（001-366）%Y完整的年份%m月份（01-12）%Z時區(qū)的名字（如果不存在為空字符）%M分鐘數(shù)（00-59）%‘%’字符

時間格式化參數(shù)模塊→time19雖然time模塊可以把有關時間方面的功能都實現(xiàn)了，但是感覺使用有點繁瑣，所以又出來了一個datetime模塊。datetime模塊是Python中用來處理時間和日期的。datetime模塊定義了以下幾個類，來處理時間和日期。（1）datetime.date：表示日期的子庫。常用的屬性有year，month，day；（2）datetime.time：表示時間的類。常用的屬性有hour，minute，second，microsecond；（3）datetime.datetime：表示日期和時間子庫；（4）datetime.timedelta：表示時間間隔類，即兩個時間點之間的長度。>>>importdatetime>>>importdatetime.date當前時間now()函數(shù)>>>print(datetime.datetime.now())2024-03-0322:06:39.851636當前時間today()函數(shù)>>>print(datetime.datetime.today())2024-03-0322:04:23.3809904.datetime模塊模塊→datetime20當前日期date()函數(shù)>>>print(datetime.datetime.now().date())2025-02-04時間元組timetuple()函數(shù)>>>datetime.datetime.now().timetuple()time.struct_time(tm_year=2025,tm_mon=2,tm_mday=4,tm_hour=16,tm_min=12,tm_sec=57,tm_wday=1,tm_yday=35,tm_isdst=-1)時間計算timedelta()函數(shù)使用datetime.timedelta()這個方法來前后移動時間，可以用的參數(shù)有weeks，days，hours，minutes，seconds，microseconds。>>>print(datetime.datetime.now())2025-02-0416:13:45.974989>>>print(datetime.datetime.now()+datetime.timedelta(hours=1))2025-02-0417:14:11.510822>>>print(datetime.datetime.now()+datetime.timedelta(days=1))2025-02-0516:15:18.345985>>>print(datetime.datetime.now()+datetime.timedelta(weeks=1))2025-02-1116:15:41.3547904.datetime模塊模塊→datetime21格式轉化strftime()函數(shù)格式化參數(shù)同time的strftime()>>>datetime.datetime.now().strftime("%Y-%m-%d%H:%M:%S")'2025-02-0416:17:09'當前時間today()函數(shù)（date子庫）>>>t=datetime.date.today()#生成一個日期對象>>>t#輸出t的值datetime.date(2025,2,4)>>>t.year#調用t的屬性2025>>>t.month2>>>t.day44.datetime模塊模塊→datetime22calendar是一個日歷模塊，用于生成日歷等。calendar()函數(shù)

：生成某年的日歷。>>>importcalendar>>>print(calendar.calendar(2018))#打印出2018年的日歷2018

JanuaryFebruaryMarchMoTuWeThFrSaSuMoTuWeThFrSaSuMoTuWeThFrSaSu

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67

1

234

1

2348

910111213145

6

7891011567

8

910111516171819202112131415161718121314151617182223242526272819202122232425

19202122232425293031

262728

262728293031……5.calendar模塊模塊→calendar23month()函數(shù)：生成某年某月的日歷。>>>print(calendar.month(2018,5))#輸出2018年5月的日歷May2018MoTuWeThFrSaSu

1234

5678910111213141516171819202122232425262728293031isleap()函數(shù)：判斷某年是否為閏年。>>>calendar.isleap(2014)False>>>calendar.isleap(2018)False>>>calendar.isleap(2016)True5.calendar模塊模塊→calendar24sys模塊是和Python解釋器關系密切的模塊。前面已經(jīng)使用過了sys.path屬性及sys.path.append()方法?？梢酝ㄟ^sys.__doc__查看sys庫的文檔，以便全面了解sys模塊。path屬性：用于記錄Python中已經(jīng)安裝的庫（模塊）的路徑，以列表的形式進行存儲>>>importsys>>>sys.path#顯示當前的值['','C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Programs\\Python\\Python36\\Lib\\idlelib','C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Programs\\Python\\Python36\\python36.zip',……]>>>type(sys.type)#查看sys.path的類型<class'list'>path是列表類型，通過dir(sys.path)可以查看其具有的方法。如前述已經(jīng)用過的append()方法，添加一個路徑到列表中。6.sys模塊模塊→sys25exit()函數(shù)。退出當前程序，一般用于主線程的退出，退出時，會拋出SystemEixt異常，這個異常需要通過捕獲代碼進行捕獲。>>>foriinrange(5): ifi==4: sys.exit() else: print(i，end=’’)0123上述代碼可以看到，當i等于4時，執(zhí)行sys.exit()退出。通常情況用exit(0)表示正常退出，exit(1)表示異常退出。6.sys模塊模塊→sys7.zipfile模塊zipfile是Python里用來做zip格式編碼的壓縮和解壓縮的模塊。zipfile里有兩個非常重要的類，分別是ZipFile和ZipInfo，在絕大多數(shù)的情況下，只需要使用這兩個類就可以了。ZipFile是主要的類，用來創(chuàng)建和讀取zip文件，而zipinfo是存儲zip文件相關信息的。ZipFile類ZipFile對象的創(chuàng)建，格式如下：f=ZipFile(file,mode='r',compression,allowZip64=True,compresslevel=None)file：可以是文件或路徑；mode：模式，壓縮時為“w”，打開時為“r”，“a”為追加壓縮，不清空原來的zip；compression：表示在寫zip文檔時使用的壓縮方法，zipfile.ZIP_STORED表示不壓縮，zipfile.ZIP_DEFLATED默認表示壓縮，還可以是ZIP_BZIP2(requiresbz2)orZIP_LZMA(requireslzma)；allowZip64：True表示支持64位壓縮，一般如果要操作的zip文件大小超過2G，應該將allowZip64設置為True，否則為False。compresslevel：壓縮級別，和compression相關。默認為None。壓縮①創(chuàng)建壓縮文件對象>>>importzipfile>>>f=zipfile.ZipFile(‘/usr/book.zip’,mode='w',compression=zipfile.ZIP_DEFLATED)#這里的mode為“w”②添加文件到壓縮包里>>>f.write('/usr/book/ch3_p_1.py')#write()是將文件或文件夾添加到壓縮文件里>>>f.write('/usr/book/ch5_1.py')③關閉壓縮文件對象>>>f.close()④查看壓縮結果26模塊→zipfile27解壓①創(chuàng)建壓縮文件對象>>>f=zipfile.ZipFile(‘/usr/book.zip’,mode='r',compression=zipfile.ZIP_DEFLATED)mode為“r”。②獲取壓縮文件里的文件列表>>>filelist=list()#namelist()獲取文件列表>>>forfileinfilelist:

print(file)usr/book/ch3_p_1.pyusr/book/ch5_1.py③獲取壓縮文件里所有文件的壓縮信息>>>fileinfo=list()#獲取文件壓縮信息>>>forfileinfileinfo:print(file)<ZipInfofilename='usr/book/ch3_p_1.py'compress_type=deflatefilemode='-rw-r--r--'file_size=861compress_size=381><ZipInfofilename='usr/book/ch5_1.py'compress_type=deflatefilemode='-rw-r--r--'file_size=486compress_size=303>④解壓全部文件到某個文件夾解壓的方法：extractall(self,path=None,members=None,pwd=None)path：解壓的目標路徑，默認為當前路徑；mambers：解壓的成員，即namelist()所列的成員，默認為全部；pwd：解壓密碼，默認為空。>>>f.extractall("/usr/book_1")#將“book.zip”全部解壓到“/usr/book_1”文件夾下。解壓結果如圖所示。這里需要注意，解壓到“/usr/book_1”目錄下，但是壓縮文件原來的目錄還是保留的，因此可以看到實際解壓的文件存放路徑是“/usr/book_1/usr/book”模塊→zipfileZipInfo類①ZipInfo類主要屬性ZipInfo.filename

：壓縮文件名；ZipInfo.date_time：壓縮時間；ZipIpress_type：壓縮類型。ZipIment：文檔說明；ZipInfo.create_system：獲取創(chuàng)建該zip文檔的系統(tǒng)；ZipInfo.create_version：獲取創(chuàng)建zip文檔的PKZIP版本；ZipInfo.extract_version：獲取解壓zip文檔所需的PKZIP版本；ZipInfo.reserved：預留字段，當前實現(xiàn)總是返回0；ZipInfo.flag_bits：zip標志位；ZipInfo.volume：文件頭的卷標；ZipIernal_attr：內部屬性；ZipInfo.external_attr：外部屬性；ZipInfo.CRC：未壓縮文件的CRC-32；ZipIpress_size：獲取壓縮后的大小；ZipInfo.file_size：獲取未壓縮的文件大小。28②創(chuàng)建ZipInfo對象>>>info=zipfile.ZipInfo(“/usr/book.zip”)③查看壓縮文件的各屬性>>>info.filename#文件名'/usr/book.zip'>>>press_type#壓縮類型0>>>info.create_version#PKZIP版本20模塊→zipfile3模塊的導入和路徑目錄包2模塊的創(chuàng)建和命名空間1Python內置模塊4項目實戰(zhàn)5單元小結6通過日歷的設計與實現(xiàn)，掌握Python模塊的使用方法、菜單程序的編寫，進一步熟悉datetime、calendar模塊。項目目標項目內容日歷要求具有：①顯示當天的日期和當前的時間；②能根據(jù)用戶輸入的年份顯示年歷；③能根據(jù)用戶輸入的年份和月份顯示月歷；④能根據(jù)用戶給的日期間隔計算相應的日期。項目實戰(zhàn)→日歷實施步驟①設計分析

根據(jù)要求，本日歷具有4個功能，為方便用戶的使用，此4項功能采用菜單的形式供用戶選擇。菜單形式如下圖所示，每個功能用一個函數(shù)來實現(xiàn)。程序運行邏輯是循環(huán)顯示菜單，等待用戶的選擇，當用戶選擇某個菜單項，則調用相應的函數(shù)，相關函數(shù)執(zhí)行完之后，繼續(xù)顯示菜單，直到用戶選擇“0：退出”項才會結束程序的運行。②編寫程序menu()函數(shù)的功能是顯示菜單；daytime()函數(shù)的功能是顯示當前日期和時間；year()函數(shù)的功能是根據(jù)用戶輸入年份實現(xiàn)年歷的顯示；year_month()函數(shù)的功能是根據(jù)用戶輸入年份和月份實現(xiàn)月歷的顯示；day()函數(shù)的功能是根據(jù)輸入天數(shù)（正負），計算期望某天的日期。項目實戰(zhàn)→日歷實施步驟②

編寫程序#ch5_p_1.py#日歷

importdatetimeimportcalendar

defmenu():print()print("日

歷")print("***********************")print("1:顯示當前的日期和時間")print("2:顯示某年的日歷")print("3:顯示某年某月的日歷")print("4:顯示期望的某天日期")print("0:退出")

defdaytime():t=datetime.datetime.now()print()print("今天是",t.year,"年",t.month,"月",t.day,"日")print("現(xiàn)在是",t.hour,"時",t.minute,"分",t.second,"秒")defyear():year=int(input("請輸入一個年份，如2018："))print()print(calendar.calendar(year))

defyear_month():year=int(input("請輸入一個年份，如2018："))month=int(input("請輸入一個月