python入门基础(15)--模块和python中数学、日期、时间类模块。

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小编点评

**模块管理方法** **1. 使用模块** * 将程序代码按照功能或其他标准，分别放入不同的文件。 * 使用模块名或包名来标识模块的名称。 **2. 使用包** * 将不同功能代码放到不同的文件夹中，并让他们能相互引用。 * 使用包名来标识模块的名称。 **3. 使用模块和包** * 可以将模块和包一起使用，以实现更复杂的功能。 * 模块可以包含多个函数，每个函数可以单独处理问题。 * 包可以将多个模块组合在一起，以实现更复杂的逻辑。 **4. 使用命名空间** * 使用命名空间来组织代码，将同类或相关类放在一起。 * 命名空间可以包含多个模块，每个模块可以包含多个函数。 **5. 使用导入语句** * 使用导入语句来导入模块或模块中的函数或类。 * 导入语句可以从多个模块中导入函数或类。 **6. 使用模块化工具** * 许多编程工具，例如 PyCharm 和 Visual Studio Code，提供模块化工具，可以帮助您管理代码并进行协作。

正文

接上篇，当我们创建了很多类，比如图书馆里的藏书，分社会科学类，艺术类、生活类、农业类、工业类等，而工业类又分为轻工业、重工业、信息工业，然后再细分。当分的越来越细时，程序就会越来越大。如何管理，便成了程序开发过程中一个重要的环节。于是可以按照图书馆分类管理的思想，对程序代码进行管理。

将一个应用程序，按照代码的功能或其他标准，分别放入不同的文件。这些文件就是不同的模块。这样方便管理和维护代码。

同样，也可以将不同的功能代码放到不同的文件夹中，并让他们能相互引用，这就是包。

模块和包都是复杂程序的一种组织方式。

一、模块

python中模块是包含函数或类的python程序，以".py"为后缀名，用作模块的python程序与其他程序并无多大区别。

要使用模块，python中有三个方法可以导入模块或模块中的函数

import 模块名这是将整个模块全部导入，使用函数时，先用模块名+"."+函数名，如 import numpy numpy.mat()

import 模块名 as new_name(给模块取个新名字) 这是给导入模块重新命名，使用函数，用新名+“.”+函数名如 import numpy as np np.mat()

from 模块名 import 函数名这个是直接导入函数，在该模块中，只能使用该函数，如 from numpy import mat 则在该模块下，numpy的其他函数不能被使用，只能用mat()函数。当然，如果用“*”代替函数名，则numpy的所有函数均可使用。

下面通过最常见的math函数来观察一下。

import math
from math import sqrt
import math as calc

print("调用math.sqrt:\t",math.sqrt(3))
print("直接调用sqrt:\t",sqrt(5))
print("新函数名调用sqrt:\t",calc.sqrt(4))

运行结果：

上述例子，是直接导入了系统现在有的模块或包，那么自己应该怎么处理呢？自己编写模块和平时写程序一样，既可以是解决某个问题的独立程序，也可以是几个函数构成（如math函数），模块名就是代码保存的文件名。

前面例子中，有一个Calc的类，里面有加、减、乘、除四则运算，那可不可以把它设置为一个模块呢？上文说过，几个函数也可以构成模块。那我们把定义类的“class Calc:”去掉试，就让这四个函数在一起（注意，把四个函数中的self去掉），实例化等放到另一个模块中。

修改名称为clac.py，其中代码如下：

def calcadd(x,y):
    return x+y
    
def calcreduce(x,y):
    return x-y
    
def calcmultiply(x,y):
    return x*y
    
def calcdeviate(x,y):
    return x/y

上述导入math模块的文件，命名为newtest.py，将原打印加、减、乘、除的四个语句，拷贝过来并修改，代码如下：

import math
from math import sqrt
import math as calcper

import calc as new_calc

print("调用math.sqrt:\t",math.sqrt(3))  #前一例子调用math模块
print("直接调用sqrt:\t",sqrt(5))
print("新函数名调用sqrt:\t",calcper.sqrt(4))
    
print("相加的结果是:%s"%new_calc.calcadd(20,50))
print("相乘的结果是:%s"%new_calc.calcmultiply(23,50))
print("相除的结果是:%s"%new_calc.calcdeviate(30,50))
print("相减的结果是:%s"%new_calc.calcreduce(20,50))

运行结果：

重点注意一下：calc.py和newtest.py必须在同一目录下。模块的其他见https://www.cnblogs.com/codingchen/p/16157832.html 中的介绍。

二、部分常见模块功能

1、math和random

前述导入的math模块，主要是数学函数，比如常见的对数函数、三角函数、反三角函数等，还有一些常量，如圆周率pi、自然数e等

random则包含了常见的随机函数，如random、randint ,按概率生成的函数如gauss()，还有像shuffle(乱序表)，choice(随机选择)等。

对上述代码进行适当修改，完成演示：将上述代码中固定的数字，用随机数，choice等完成。在calc.py文件不变的情况下，将newtest.py文件进行修改如下：

import calc as new_calc
import math
import random

m=float(random.random())
n=float(random.choice([5,7,9,13,15,11,13]))  #注意choice()中用的是[1,2,3]，而不是（1,2,3）

print("%s"%m)
print("%s"%n)   
print("相加的结果是:%s"%new_calc.calcadd(m,n))
print("相乘的结果是:%s"%new_calc.calcmultiply(m,n))
print("相除的结果是:%s"%new_calc.calcdeviate(n,m))  #m、n位置不一样
print("相减的结果是:%s"%new_calc.calcreduce(m,n))

u=math.sin(m)
v=math.cos(n)
print("%s"%u)
print("%s"%v)   
print("相加的结果是:%s"%new_calc.calcadd(u,v))
print("相乘的结果是:%s"%new_calc.calcmultiply(u,n))  #n没有变化
print("相除的结果是:%s"%new_calc.calcdeviate(n,u))
print("相减的结果是:%s"%new_calc.calcreduce(v,n))    #n没有变化

注意一下：choice()的用法，choice()中用的是[1,2,3]的序列，而不是（1,2,3）。运行结果如下：

2）日期与时间类

此类标准库有calendar 、datetime和time三个模块，通过下面的例子，先了解一下datetime 和time这两个模块，代码如下（仔细阅读一下注释）：

import datetime
import time
import calendar 

print(datetime.datetime.now())
print(time.time())
aa =  datetime.datetime.now()  #定义一个aa,将当前时间赋值给aa
bb = datetime.datetime(2023,9,23,21,56,35,120129) #定义一个bb,将当前时间赋值给bb
cc = aa-bb #将aa-bb的差赋值给cc

print("%s\n"%cc) #打印出cc

aaa=datetime.timedelta(days=5,hours=10)
bbb=datetime.timedelta(hours=6.5)
ccc=aaa+bbb
print("%s\n"%ccc.days)
print("%s\n"%ccc.seconds)
print("%s\n"%ccc.total_seconds())

print(aa+datetime.timedelta(minutes=20))
print("\n")
#闰年的处理，datetime会自动处理闰年
a=datetime.datetime(2020,3,1)
b=datetime.datetime(2020,2,28)
print("%s\n"%(a-b).days)

ab=datetime.datetime(2023,3,1)
ba=datetime.datetime(2023,2,28)
print("%s"%(ab-ba).days)

运行结果如下：