Day05 - 常用模块学习

Day05的课程要点记录
详细教程地址：Day5 - 常用模块学习 | 第四篇：模块

一、模块介绍

1.1 定义

模块，用一砣代码实现了某个功能的代码集合。

1.2 模块分类

• 自定义模块
• 内置标准模块（标准库）
• 开源模块

自定义模块和开源模块的使用参考

二、time & datetime 模块

2.1 time 模块

import time
print(time.clock())  # 返回处理器时间,3.3开始已废弃 , 改成了time.process_time()测量处理器运算时间,不包括sleep时间,不稳定,mac上测不出来
print(time.altzone)  # 返回与utc时间的时间差,以秒计算\
print(time.asctime())  # 返回时间格式"Fri Aug 19 11:14:16 2016",
print(time.localtime())  # 返回本地时间 的struct time对象格式
print(time.gmtime(time.time()-800000))  # 返回utc时间的struc时间对象格式
print(time.asctime(time.localtime()))  # 返回时间格式"Fri Aug 19 11:14:16 2016",
print(time.ctime()) #返回Fri Aug 19 12:38:29 2016 格式, 同上

2.1.1 日期字符串 转成 时间戳

# string_2_struct = time.strptime("2016/05/22","%Y/%m/%d") #将 日期字符串 转成 struct时间对象格式
# print(string_2_struct)
# struct_2_stamp = time.mktime(string_2_struct) #将struct时间对象转成时间戳
# print(struct_2_stamp)

2.1.2 将时间戳转为字符串格式

# print(time.gmtime(time.time()-86640)) #将utc时间戳转换成struct_time格式
# print(time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S",time.gmtime()) ) #将utc struct_time格式转成指定的字符串格式

时间关系转换图

2.2 datetime 模块

2.2.1 时间加减

print(datetime.datetime.now()) #返回 2016-08-19 12:47:03.941925
print(datetime.datefromtimestamp(time.time()) )  # 时间戳直接转成日期格式 2016-08-19
print(datetime.datetime.now() )
print(datetime.datetime.now() + datetime.timedelta(3)) #当前时间+3天
print(datetime.datetime.now() + datetime.timedelta(-3)) #当前时间-3天
print(datetime.datetime.now() + datetime.timedelta(hours=3)) #当前时间+3小时
print(datetime.datetime.now() + datetime.timedelta(minutes=30)) #当前时间+30分

2.2.2 时间替换

c_time  = datetime.datetime.now()
print(c_time.replace(minute=3,hour=2)) #

三、random 模块

3.1 随机数

import random
print(random.random())  # 随机打印小数
print(random.randint(1,5))  # 随机打印范围内整数
print(random.randrange(1,5))  # 随机打印范围内整数（不包含末尾数）
print(random.sample(range(100), 5))  # 随机从100个数字中选5个

3.2 生成随机验证码

import string
str_source = string.ascii_letters + string.digits
print(''.join(random.sample(str_source, 6)))

import random
checkcode = ''
for i in range(4):
   current = random.randrange(0,4)
   if current != i:
       temp = chr(random.randint(65,90)) # 取大写字母 A-Z 之一
   else:
       temp = random.randint(0,9)
   checkcode += str(temp)
print(checkcode)

四、shutil 模块

高级的文件、文件夹、压缩包处理模块

4.1 shutil.copyfileobj(fsrc, fdst[, length]) 将文件内容拷贝到另一个文件中，可以部分内容

4.2 shutil.copy(src, dst) 拷贝文件和权限

4.3 shutil.copyfile(src, dst) 拷贝文件

4.4 shutil.copymode(src, dst) 仅拷贝权限。内容、组、用户均不变

4.5 shutil.copystat(src, dst) 拷贝状态的信息

包括：mode bits, atime, mtime, flags

4.6 shutil.copy2(src, dst) 拷贝文件和状态信息

4.7 shutil.copytree(src, dst, symlinks=False, ignore=None) 递归的去拷贝文件

拷贝目录

例如：copytree(source, destination, ignore=ignore_patterns('.pyc', 'tmp'))

4.8 shutil.rmtree(path[, ignore_errors[, onerror]]) 递归的去删除文件

4.9 shutil.move(src, dst) 递归的去移动文件

4.10 shutil.make_archive(base_name, format,...) 创建压缩包并返回文件路径，例如：zip、tar

• base_name： 压缩包的文件名，也可以是压缩包的路径。只是文件名时，则保存至当前目录，否则保存至指定路径，
  如：www =>保存至当前路径
  如：/Users/wupeiqi/www =>保存至/Users/wupeiqi/format： 压缩包种类，“zip”, - - “tar”, “bztar”，“gztar”
• root_dir： 要压缩的文件夹路径（默认当前目录）
• owner： 用户，默认当前用户
• group： 组，默认当前组
• logger： 用于记录日志，通常是logging.Logger对象

五、shelve 模块

六、xml 模块

xml是实现不同语言或程序之间进行数据交换的协议，跟json差不多，但json使用起来更简单。不过，在json还没诞生的年代，大家只能选择用xml，至今很多传统公司如金融行业的很多系统的接口还主要是xml。

6.1 xml 的格式

xml的格式如下，就是通过<>节点来区别数据结构的:

<?xml version="1.0"?>
<data>
    <country name="Liechtenstein">
        <rank updated="yes">2</rank>
        <year>2008</year>
        <gdppc>141100</gdppc>
        <neighbor name="Austria" direction="E"/>
        <neighbor name="Switzerland" direction="W"/>
    </country>
    <country name="Singapore">
        <rank updated="yes">5</rank>
        <year>2011</year>
        <gdppc>59900</gdppc>
        <neighbor name="Malaysia" direction="N"/>
    </country>
    <country name="Panama">
        <rank updated="yes">69</rank>
        <year>2011</year>
        <gdppc>13600</gdppc>
        <neighbor name="Costa Rica" direction="W"/>
        <neighbor name="Colombia" direction="E"/>
    </country>
</data>

6.2 Python中操作xml

xml协议在各个语言里的都是支持的，在python中可以用以下模块操作xml

import xml.etree.ElementTree as ET
tree = ET.parse("xmltest.xml")
root = tree.getroot()
print(root.tag)
 
#遍历xml文档
for child in root:
    print(child.tag, child.attrib)
    for i in child:
        print(i.tag,i.text)
 
#只遍历year 节点
for node in root.iter('year'):
    print(node.tag,node.text)

修改和删除xml文档内容

import xml.etree.ElementTree as ET
tree = ET.parse("xmltest.xml")
root = tree.getroot()
 
#修改
for node in root.iter('year'):
    new_year = int(node.text) + 1
    node.text = str(new_year)
    node.set("updated","yes")
tree.write("xmltest.xml")
 
#删除node
for country in root.findall('country'):
   rank = int(country.find('rank').text)
   if rank > 50:
     root.remove(country)
tree.write('output.xml')

自己创建xml文档

import xml.etree.ElementTree as ET
new_xml = ET.Element("namelist")
name = ET.SubElement(new_xml,"name",attrib={"enrolled":"yes"})
age = ET.SubElement(name,"age",attrib={"checked":"no"})
sex = ET.SubElement(name,"sex")
sex.text = '33'
name2 = ET.SubElement(new_xml,"name",attrib={"enrolled":"no"})
age = ET.SubElement(name2,"age")
age.text = '19'
et = ET.ElementTree(new_xml) #生成文档对象
et.write("test.xml", encoding="utf-8",xml_declaration=True)
ET.dump(new_xml) #打印生成的格式

七、ConfigParser 模块

用于生成和修改常见配置文档，当前模块的名称在 python 3.x 版本中变更为 configparser。
常见文档

[DEFAULT]
ServerAliveInterval = 45
Compression = yes
CompressionLevel = 9
ForwardX11 = yes
[bitbucket.org]
 
User = hg
[topsecret.server.com]
Port = 50022
ForwardX11 = no

7.2 用Python生成一个文档

import configparser
config = configparser.ConfigParser()
config["DEFAULT"] = {'ServerAliveInterval': '45',
                      'Compression': 'yes',
                     'CompressionLevel': '9'}
config['bitbucket.org'] = {}
config['bitbucket.org']['User'] = 'hg'
config['topsecret.server.com'] = {}
topsecret = config['topsecret.server.com']
topsecret['Host Port'] = '50022'     # mutates the parser
topsecret['ForwardX11'] = 'no'  # same here
config['DEFAULT']['ForwardX11'] = 'yes'
with open('example.ini', 'w') as configfile:
   config.write(configfile)

7.3 读取配置文件

import configparser
config = configparser.ConfigParser()
print(config.sections())
 
config.read('example.ini')
print(config.read('example.ini'))
print(config.sections())
 
print('bitbucket.org' in config)
print('byebong.com' in config)
 
print(config['bitbucket.org']['User'])
print(config['DEFAULT']['compression'])
 
topsecret = config['topsecret.server.com']
print(topsecret['ForwardX11'])
print(topsecret['Port'])
 
for key in config['bitbucket.org']:
   print(key)
 
val1 = config.get('bitbucket.org', 'user')
val2 = config.getint('topsecret.server.com', 'port')
print(val1, val2)

7.3 改写配置文件

import configparser
config = configparser.ConfigParser()
config.read('example.ini')
 
config.remove_section('bitbucket.org')  # 删除section
config.write(open('exmaple2.ini', 'w'))
 
config.has_section('www.server.com')  # 如果有section
config.add_section('www.server.com')  # 添加section
config.write(open('exmaple2.ini', 'w'))
 
config.set('topsecret.server.com', 'port', '3000')  # 修改
config.write(open('exmaple2.ini', 'w'))
 
config.remove_option('topsecret.server.com', 'forwardx11')  # 删除option中的值
config.write(open('exmaple2.ini', 'w'))

八、hashlib 模块

8.1 hashlib 模块用法

用于加密相关的操作，3.x里代替了md5模块和sha模块，主要提供 SHA1, SHA224, SHA256, SHA384, SHA512 ，MD5 算法

import hashlib
m = hashlib.md5()
m.update(b"Hello")
m.update(b"It's me")
print(m.digest())
m.update(b"It's been a long time since last time we ...")
print(m.digest()) #2进制格式hash
print(len(m.hexdigest())) #16进制格式hash

8.2 hashlib 模块举例

import hashlib
# ######## md5 ########
hash = hashlib.md5()
hash.update('admin')
print(hash.hexdigest())
 
# ######## sha1 ########
hash = hashlib.sha1()
hash.update('admin')
print(hash.hexdigest())
 
# ######## sha256 ########
hash = hashlib.sha256()
hash.update('admin')
print(hash.hexdigest())
 
# ######## sha384 ########
hash = hashlib.sha384()
hash.update('admin')
print(hash.hexdigest())
 
# ######## sha512 ########
hash = hashlib.sha512()
hash.update('admin')
print(hash.hexdigest())

8.3 hmac 模块

对我们创建 key 和 内容 再进行处理然后再加密

import hmac
h = hmac.new('wueiqi')
h.update('hellowo')
print h.hexdigest()

Subprocess 模块

逐步取代os.system和os.spawn模块

十、logging 模块

很多程序都有记录日志的需求，并且日志中包含的信息即有正常的程序访问日志，还可能有错误、警告等信息输出，python的logging模块提供了标准的日志接口，你可以通过它存储各种格式的日志。

10.1 简单用法

import logging
 
logging.warning("user [alex] attempted wrong password more than 3 times")
logging.critical("server is down")

logging的日志可以分为debug(), info(), warning(), error() and critical() 5个级别。

Level	When it’s used
DEBUG	Detailed information, typically of interest only when diagnosing problems.
INFO	Confirmation that things are working as expected.
WARNING	An indication that something unexpected happened, or indicative of some problem in the near future (e.g. ‘disk space low’). The software is still working as expected.
ERROR	Due to a more serious problem, the software has not been able to perform some function.
CRITICAL	A serious error, indicating that the program itself may be unable to continue running.

10.2 将日志写入文件

import logging
 
logging.basicConfig(filename='example.log',level=logging.�INFO)
logging.debug('This message should go to the log file')
logging.info('So should this')
logging.warning('And this, too')

句中的level=loggin.INFO意思是，把日志记录级别设置为INFO，也就是说，只有比日志是INFO或比INFO级别更高的日志才会被记录到文件里。

日志格式加上时间

import logging
 
logging.basicConfig(format='%(asctime)s %(message)s', datefmt='%m/%d/%Y %I:%M:%S %p')
logging.warning('is when this event was logged.')

方法	解释	方法	解释
%(name)s	Logger的名字	%(levelno)s	数字形式的日志级别
%(levelname)s	文本形式的日志级别	%(pathname)s	调用日志输出函数的模块的完整路径名，可能没用
%(filename)s	调用日志输出函数的模块的文件名	%(module)s	调用日志输出函数的模块名
%(funcName)s	调用日志输出函数的函数名	%(lineno)d	调用日志输出函数的语句所在的代码行
%(created)f	当前时间，用UNIX标准的表示时间的浮 点数表示	%(relativeCreated)d	输出日志信息时的，自Logger创建以来的毫秒数
%(asctime)s	字符串形式的当前时间。默认格式是 “2003-07-08 16:49:45,896”。逗号后面的是毫秒	%(thread)d	线程ID。可能没用
%(threadName)s	线程名。可能没用	%(process)d	进程ID。可能没用
%(message)s	用户输出的消息

日志格式

方法	解释	方法	解释
%(name)s	Logger的名字	%(levelno)s	数字形式的日志级别
%(levelname)s	文本形式的日志级别	%(pathname)s	调用日志输出函数的模块的完整路径名，可能没用
%(filename)s	调用日志输出函数的模块的文件名	%(module)s	调用日志输出函数的模块名
%(funcName)s	调用日志输出函数的函数名	%(lineno)d	调用日志输出函数的语句所在的代码行
%(created)f	当前时间，用UNIX标准的表示时间的浮 点数表示	%(relativeCreated)d	输出日志信息时的，自Logger创建以来的毫秒数
%(asctime)s	字符串形式的当前时间。默认格式是 “2003-07-08 16:49:45,896”。逗号后面的是毫秒	%(thread)d	线程ID。可能没用
%(threadName)s	线程名。可能没用	%(process)d	进程ID。可能没用
%(message)s	用户输出的消息

10.3 同时输出至文件和屏幕

Python 使用logging模块记录日志涉及四个主要类，使用官方文档中的概括最为合适：
logger提供了应用程序可以直接使用的接口；
handler将(logger创建的)日志记录发送到合适的目的输出；
filter提供了细度设备来决定输出哪条日志记录；
formatter决定日志记录的最终输出格式。

10.3.1 logger

每个程序在输出信息之前都要获得一个Logger。Logger通常对应了程序的模块名，比如聊天工具的图形界面模块可以这样获得它的Logger：
LOG=logging.getLogger(”chat.gui”)
而核心模块可以这样：
LOG=logging.getLogger(”chat.kernel”)

Logger.setLevel(lel):指定最低的日志级别，低于lel的级别将被忽略。debug是最低的内置级别，critical为最高
Logger.addFilter(filt)、Logger.removeFilter(filt):添加或删除指定的filter
Logger.addHandler(hdlr)、Logger.removeHandler(hdlr)：增加或删除指定的handler
Logger.debug()、Logger.info()、Logger.warning()、Logger.error()、Logger.critical()：可以设置的日志级别

10.3.2 handler

handler对象负责发送相关的信息到指定目的地。Python的日志系统有多种Handler可以使用。有些Handler可以把信息输出到控制台，有些Logger可以把信息输出到文件，还有些 Handler可以把信息发送到网络上。如果觉得不够用，还可以编写自己的Handler。可以通过addHandler()方法添加多个多handler

Handler.setLevel(lel):指定被处理的信息级别，低于lel级别的信息将被忽略
Handler.setFormatter()：给这个handler选择一个格式
Handler.addFilter(filt)、Handler.removeFilter(filt)：新增或删除一个filter对象

每个Logger可以附加多个Handler。接下来我们就来介绍一些常用的Handler：

1. logging.StreamHandler
   使用这个Handler可以向类似与sys.stdout或者sys.stderr的任何文件对象(file object)输出信息。它的构造函数是：
   StreamHandler([strm])
   其中strm参数是一个文件对象。默认是sys.stderr

2. logging.FileHandler
   和StreamHandler类似，用于向一个文件输出日志信息。不过FileHandler会帮你打开这个文件。它的构造函数是：
   FileHandler(filename[,mode])
   filename是文件名，必须指定一个文件名。
   mode是文件的打开方式。参见Python内置函数open()的用法。默认是’a'，即添加到文件末尾。

3. logging.handlers.RotatingFileHandler
   这个Handler类似于上面的FileHandler，但是它可以管理文件大小。当文件达到一定大小之后，它会自动将当前日志文件改名，然后创建 一个新的同名日志文件继续输出。比如日志文件是chat.log。当chat.log达到指定的大小之后，RotatingFileHandler自动把 文件改名为chat.log.1。不过，如果chat.log.1已经存在，会先把chat.log.1重命名为chat.log.2。。。最后重新创建 chat.log，继续输出日志信息。它的构造函数是：
   RotatingFileHandler( filename[, mode[, maxBytes[, backupCount]]])
   其中filename和mode两个参数和FileHandler一样。
   maxBytes用于指定日志文件的最大文件大小。如果maxBytes为0，意味着日志文件可以无限大，这时上面描述的重命名过程就不会发生。
   backupCount用于指定保留的备份文件的个数。比如，如果指定为2，当上面描述的重命名过程发生时，原有的chat.log.2并不会被更名，而是被删除。

4. logging.handlers.TimedRotatingFileHandler
   这个Handler和RotatingFileHandler类似，不过，它没有通过判断文件大小来决定何时重新创建日志文件，而是间隔一定时间就 自动创建新的日志文件。重命名的过程与RotatingFileHandler类似，不过新的文件不是附加数字，而是当前时间。它的构造函数是：
   TimedRotatingFileHandler( filename [,when [,interval [,backupCount]]])
   其中filename参数和backupCount参数和RotatingFileHandler具有相同的意义。
   interval是时间间隔。
   when参数是一个字符串。表示时间间隔的单位，不区分大小写。它有以下取值：
   S 秒 | M 分 | H 小时 | D 天 | W 每星期（interval==0时代表星期一） | midnight 每天凌晨

十一、re 模块

11.1 常用正则表达式符号

'.'     默认匹配除\n之外的任意一个字符，若指定flag DOTALL,则匹配任意字符，包括换行
'^'     匹配字符开头，若指定flags MULTILINE,这种也可以匹配上(r"^a","\nabc\neee",flags=re.MULTILINE)
'$'     匹配字符结尾，或e.search("foo$","bfoo\nsdfsf",flags=re.MULTILINE).group()也可以
'*'     匹配*号前的字符0次或多次，re.findall("ab*","cabb3abcbbac")  结果为['abb', 'ab', 'a']
'+'     匹配前一个字符1次或多次，re.findall("ab+","ab+cd+abb+bba") 结果['ab', 'abb']
'?'     匹配前一个字符1次或0次
'{m}'   匹配前一个字符m次
'{n,m}' 匹配前一个字符n到m次，re.findall("ab{1,3}","abb abc abbcbbb") 结果'abb', 'ab', 'abb']
'[]'   匹配'[]'内定义的任意字符，[]内字符不再有特殊意义（三个除外：'-' = 范围，'^' = 非，'\'）
'|'     匹配|左或|右的字符，re.search("abc|ABC","ABCBabcCD").group() 结果'ABC'
'(...)' 分组匹配，re.search("(abc){2}a(123|456)c", "abcabca456c").group() 结果abcabca456c
 
'\': 反斜杠后跟元字符即去除特殊功能；跟普通字符即实现特殊功能；
'\A'    只从字符开头匹配，re.search("\Aabc","alexabc") 是匹配不到的
'\Z'    匹配字符结尾，同$
'\d'    匹配数字0-9
'\D'    匹配非数字
'\w'    匹配[A-Za-z0-9]
'\W'    匹配非[A-Za-z0-9]
'\s'     匹配空白字符、\t、\n、\r , re.search("\s+","ab\tc1\n3").group() 结果 '\t'
'\S'     匹配非空白字符、\t、\n、\r , re.search("\s+","ab\tc1\n3").group() 结果 '\t'
'\b'    匹配单词边界，单词指连续的字母、数字和下划线组成的字符串。边界为空格或特殊字符。
 
'(?P<name>...)' 分组匹配 re.search("(?P<province>[0-9]{4})(?P<city>[0-9]{2})(?P<birthday>[0-9]{4})","371481199306143242").groupdict("city") 结果{'province': '3714', 'city': '81', 'birthday': '1993'}

11.2 最常用的匹配语法

re.match 从头开始匹配
re.search 匹配包含
re.findall 把所有匹配到的字符放到以列表中的元素返回
re.split 以匹配到的字符当做列表分隔符
re.sub      匹配字符并替换 | re.sub    替换并给出替换次数
re.compile

11.3 re.findall

普通字符

>>> import re
>>> re.findall('alex', 'yuanaleSexalexwupeiqi')
['alex']

转译，加r

11.4 正则表达式的分组

去已经匹配到的数据中再提取数据
r.gourp() # 获取匹配到的所有结果
r.groups() # 获取模型中匹配到的分组结果
r.groupdict() # 获取模型中匹配到的分组结果

十二、sys / os 模块

12.1 sys模块

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]

12.2 os模块

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
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

十三、Python序列化与反序列化

13.1 json 模块

用于字符串和python数据类型间进行转换，提供了四个功能：dumps、dump、loads、load

13.1.1 dumps 将Python基本数据类型转换为字符串形式

>>> import json
>>> dic = {"k1": 123}
>>> print(dic, type(dic))
{'k1': 123} <class 'dict'>
>>> result = json.dumps(dic)
>>> print(result, type(result))
{"k1": 123} <class 'str'>

13.1.2 loads 将字符串形式转换为Python基本数据类型

>>> import json
>>> s1 = '{"k2": 321}'
>>> print(s1, type(s1))
{"k2": 321} <class 'str'>
>>> result = json.loads(s1)
>>> print(result, type(result))
{'k2': 321} <class 'dict'>

用loads反序列化时，内部一定要用双引号"

13.1.3 dump 将Python基本数据类型转换为字符串形式，并且写入指定文件

>>> import json
>>> li = [11, 22, 33]
>>> json.dump(li, open('json_li', 'w', encoding='utf-8'))

13.1.4 load 将指定文件中的字符串形式转换为Python基本数据类型

>>> import json
>>> li2 = json.load(open('json_li', 'r', encoding='utf-8'))
>>> print(li2)
>>> [11, 22, 33]

13.2 pickle 模块

用于python特有的类型 和 python的数据类型间进行转换，提供了四个功能：dumps、dump、loads、load

• json 只能处理基本数据类型（如元组、列表、字典），更适合跨语言。
• pickle 对python所有类型做序列化操作，仅适用于Python，版本不同也可能出错。

13.2.1 dumps & loads

>>> import pickle
>>> li = [11, 22, 33]
 
# 将数据通过特殊的形式转换为只有Python语言认识的字符串
>>> res = pickle.dumps(li)
>>> print(res, type(res))
b'\x80\x03]q\x00(K\x0bK\x16K!e.' <class 'bytes'>
 
# 将只有Python语言认识的字符串转换为数据
>>> result = pickle.loads(res)
>>> print(result, type(result))
[11, 22, 33] <class 'list'>

13.2.2 dump & load

>>> import pickle
>>> li = [11, 22, 33]
 
# 将数据通过特殊的形式转换为只有Python语言认识的字符串，并写入文件
>>> pickle.dump(li, open('pickle_li', 'wb'))

# 将文件中只有Python语言认识的字符串转换为数据
>>> result = pickle.load(open('pickle_li', 'rb'))
>>> print(result, type(result))
[11, 22, 33] <class 'list'>

十四、Python反射

Python反射机制

14.1 web实例

考虑有这么一个场景，根据用户输入的url的不同，调用不同的函数，实现不同的操作，也就是一个url路由器的功能，这在web框架里是核心部件之一。
下面有一个精简版的示例：

14.1.1 首先，有一个commons模块，它里面有几个函数，分别用于展示不同的页面，代码如下：

def login():
   print("这是一个登陆页面！")

def logout():
   print("这是一个退出页面！")
 
def home():
   print("这是网站主页面！")

14.1.2 其次，有一个visit模块，作为程序入口，接受用户输入，展示相应的页面，代码如下：（这段代码是比较初级的写法）

import commons
 
def run():
   inp = input("请输入您想访问页面的url：  ").strip()
   if inp == "login":
       commons.login()
   elif inp == "logout":
       commons.logout()
   elif inp == "home":
       commons.home()
   else:
       print("404")

if __name__ == '__main__':
   run()

这就实现了一个简单的WEB路由功能，根据不同的url，执行不同的函数，获得不同的页面。
然而，如果commons模块里有成百上千个函数呢?
难道你在visit模块里写上成百上千个elif?
显然这是不可能的！
那么怎么破？

14.2 反射机制

仔细观察visit中的代码，我们会发现用户输入的url字符串和相应调用的函数名好像！如果能用这个字符串直接调用函数就好了！但是，前面我们已经说了字符串是不能用来调用函数的。
为了解决这个问题，python为我们提供了强大的内置函数：getattr - 寻找、hasattr - 检查、delattr - 删除、setattr - 设置
python提供了一个特殊的方法：import(字符串参数)。通过它，我们就可以实现类似的反射功能。import()方法会根据参数，动态的导入同名的模块。
反射：利用字符串的形式去对象（默认）中操作（寻找/检查/删除/设置）成员

14.2.1 实现

def run():

   inp = input("请输入您想访问页面的url：  ").strip()
   if hasattr(commons, inp):
       func = getattr(commons, inp)
       func()
   else:
       print("404")

if __name__ == '__main__':
   run()

14.2.2 动态导入模块

def run():
 
    inp = input("请输入您想访问页面的url：  ").strip()
    m, f = inp.split('/')
    obj = __import__(m)
    if hasattr(obj, f):
        func = getattr(obj, f)
        func()
    else:
        print("404")

if __name__ == '__main__':
    run()

如果模块不在一个目录：

def run():
 
    inp = input("请输入您想访问页面的url：  ").strip()
    m, f = inp.split('/')
    obj = __import__("lib." + m, fromlist=True)  # 注意fromlist参数
    if hasattr(obj, f):
        func = getattr(obj, f)
        func()
    else:
        print("404")

if __name__ == '__main__':
    run()

作业：ATM和计算器

1. ATM：模拟实现一个ATM + 购物商城程序

额度 15000或自定义
实现购物商城，买东西加入 购物车，调用信用卡接口结账
可以提现，手续费5%
支持多账户登录
支持账户间转账
记录每月日常消费流水
提供还款接口
ATM记录操作日志
提供管理接口，包括添加账户、用户额度，冻结账户等。。。
用户认证用装饰器

2. 模拟计算器开发：

实现加减乘除及拓号优先级解析
用户输入1 - 2 * ( (60-30 +(-40/5) * (9-2*5/3 + 7 /3*99/4*2998 +10 * 568/14 )) - (-4*3)/ (16-3*2) )等类似公式后，必须自己解析里面的(),+,-,*,/符号和公式(不能调用eval等类似功能偷懒实现)，运算后得出结果，结果必须与真实的计算器所得出的结果一致