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30 天 Python :第 12 天 - 模块

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作者: Asabeneh Yetayeh
第二版: 2021 年 7 月

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30DaysOfPython

📘 第 12 天

模块

什么是模块

模块是包含一组代码或一组函数的文件,可以包含在一个应用程序中。一个模块可以是包含单个变量、函数或大规模代码库的文件。

创建模块

要创建模块,我们在一个 Python 脚本中编写代码并保存为 .py 文件。 在项目文件夹中创建一个名为 mymodule.py 的文件。让我们在此文件中编写一些代码。

# mymodule.py 文件
def generate_full_name(firstname, lastname):
    return firstname + ' ' + lastname

在项目目录中创建 main.py 文件并导入 mymodule.py 文件。

导入模块

要导入文件,我们使用 import 关键字和文件名。

# main.py 文件
import mymodule
print(mymodule.generate_full_name('Asabeneh', 'Yetayeh')) # Asabeneh Yetayeh

从模块中导入函数

我们可以在一个文件中有很多函数,并且我们可以分别导入所有函数。

# main.py 文件
from mymodule import generate_full_name, sum_two_nums, person, gravity
print(generate_full_name('Asabneh','Yetayeh'))
print(sum_two_nums(1,9))
mass = 100
weight = mass * gravity
print(weight)
print(person['firstname'])

从模块中导入函数并重命名

在导入过程中,我们可以重命名模块名称。

# main.py 文件
from mymodule import generate_full_name as fullname, sum_two_nums as total, person as p, gravity as g
print(fullname('Asabneh','Yetayeh'))
print(total(1, 9))
mass = 100
weight = mass * g
print(weight)
print(p)
print(p['firstname'])

导入内置模块

像其他编程语言一样,我们也可以通过使用关键字 import 导入文件/函数来导入模块。让我们导入我们大多数时候会使用的常见模块。一些常见的内置模块:mathdatetimeossysrandomstatisticscollectionsjsonre

OS 模块

使用 Python os 模块可以自动执行许多操作系统任务。Python 中的 OS 模块提供了创建、更改当前工作目录和删除目录(文件夹)、获取其内容、更改和识别当前目录的函数。

# 导入模块
import os
# 创建目录
os.mkdir('directory_name')
# 更改当前目录
os.chdir('path')
# 获取当前工作目录
os.getcwd()
# 删除目录
os.rmdir()

Sys 模块

sys 模块提供用于操作 Python 运行时环境不同部分的函数和变量。函数 sys.argv 返回传递给 Python 脚本的命令行参数列表。此列表中索引 0 处的项始终是脚本的名称,索引 1 处是从命令行传递的参数。

示例 script.py 文件:

import sys
#print(sys.argv[0], argv[1],sys.argv[2])  # 这一行会打印出来:文件名 argument1 argument2
print('Welcome {}. Enjoy  {} challenge!'.format(sys.argv[1], sys.argv[2]))

现在要查看这个脚本的工作效果,我在命令行中写:

python script.py Asabeneh 30DaysOfPython

结果:

Welcome Asabeneh. Enjoy  30DayOfPython challenge!

一些有用的 sys 命令:

# 退出 sys
sys.exit()
# 知道最大整数变量
sys.maxsize
# 知道环境路径
sys.path
# 知道使用的 Python 版本
sys.version

统计模块

统计模块提供用于数值数据的数学统计的函数。这个模块中定义的流行统计函数:meanmedianmodestdev 等。

from statistics import * # 导入所有统计模块
ages = [20, 20, 4, 24, 25, 22, 26, 20, 23, 22, 26]
print(mean(ages))       # ~22.9
print(median(ages))     # 23
print(mode(ages))       # 20
print(stdev(ages))      # ~2.3

数学模块

包含许多数学运算和常数的模块。

import math
print(math.pi)           # 3.141592653589793, pi 常数
print(math.sqrt(2))      # 1.4142135623730951, 平方根
print(math.pow(2, 3))    # 8.0, 指数函数
print(math.floor(9.81))  # 9, 向下取整
print(math.ceil(9.81))   # 10, 向上取整
print(math.log10(100))   # 2, 以 10 为底的对数

现在,我们已经导入了包含大量函数的 math 模块,可以帮助我们进行数学计算。要检查模块中包含哪些函数,我们可以使用 help(math)dir(math)。这将显示模块中的可用函数。如果我们只想从模块中导入特定的函数,我们可以这样导入:

from math import pi
print(pi)

也可以一次导入多个函数

from math import pi, sqrt, pow, floor, ceil, log10
print(pi)                 # 3.141592653589793
print(sqrt(2))            # 1.4142135623730951
print(pow(2, 3))          # 8.0
print(floor(9.81))        # 9
print(ceil(9.81))         # 10
print(math.log10(100))    # 2

但如果我们想要导入数学模块中的所有函数,可以使用 * .

from math import *
print(pi)                  # 3.141592653589793, pi 常数
print(sqrt(2))             # 1.4142135623730951, 平方根
print(pow(2, 3))           # 8.0, 指数
print(floor(9.81))         # 9, 向下取整
print(ceil(9.81))          # 10, 向上取整
print(math.log10(100))     # 2

当我们导入时,我们也可以重命名函数名称。

from math import pi as  PI
print(PI) # 3.141592653589793

字符串模块

字符串模块是一个很有用的模块。下面的例子展示了字符串模块的一些用法。

import string
print(string.ascii_letters) # abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
print(string.digits)        # 0123456789
print(string.punctuation)   # !"#$%&'()*+,-./:;<=>?@[\]^_`{|}~

随机模块

现在你已经熟悉了导入模块。让我们再进行一次导入以熟悉它。让我们导入 random 模块,它会给我们一个 0 到 0.9999 之间的随机数。random 模块有很多函数,但在本节中,我们将只使用 randomrandint

from random import random, randint
print(random())   # 它不需要任何参数;它返回一个介于 0 和 0.9999 之间的值
print(randint(5, 20)) # 它返回一个介于 [5, 20] 之间的随机整数(含边界)

🌕 你走得很远了。继续努力!你刚刚完成第 12 天的挑战,现在你已经在通往伟大的路上迈出了 12 步。现在为你的大脑和肌肉做一些练习。

💻 练习:第 12 天

练习:级别 1

  1. 编写一个生成六位数/字符 random_user_id 的函数。
      print(random_user_id());
      '1ee33d'
  2. 修改上一个任务。声明一个名为 user_id_gen_by_user 的函数。它不接受任何参数,但接受两个输入。一个输入是字符的数量,另一个输入是应生成的 ID 数量。
print(user_id_gen_by_user()) # 用户输入:5 5
#输出:
#kcsy2
#SMFYb
#bWmeq
#ZXOYh
#2Rgxf

print(user_id_gen_by_user()) # 16 5
#1GCSgPLMaBAVQZ26
#YD7eFwNQKNs7qXaT
#ycArC5yrRupyG00S
#UbGxOFI7UXSWAyKN
#dIV0SSUTgAdKwStr
  1. 编写一个名为 rgb_color_gen 的函数。它将生成 RGB 颜色(每个值范围从 0 到 255)。
print(rgb_color_gen())
# rgb(125,244,255) - 输出应该是这种形式

练习:级别 2

  1. 编写一个函数 list_of_hexa_colors,它返回一个数组中的任意数量的十六进制颜色(六个十六进制数写在 # 后面。十六进制数字系统由 16 个符号组成,0-9 和 前 6 个字母 a-f。查看任务 6 的输出示例)。
  2. 编写一个函数 list_of_rgb_colors,它返回一个数组中的任意数量的 RGB 颜色。
  3. 编写一个函数 generate_colors,它可以生成任意数量的十六进制或 RGB 颜色。
   generate_colors('hexa', 3) # ['#a3e12f','#03ed55','#eb3d2b']
   generate_colors('hexa', 1) # ['#b334ef']
   generate_colors('rgb', 3)  # ['rgb(5, 55, 175','rgb(50, 105, 100','rgb(15, 26, 80']
   generate_colors('rgb', 1)  # ['rgb(33,79, 176)']

练习:级别 3

  1. 调用你的函数 shuffle_list,它接受一个列表作为参数并返回一个打乱的列表。
  2. 编写一个函数,它在 0-9 的范围内返回七个随机数的数组。所有数字必须是唯一的。

🎉 恭喜! 🎉

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