Python基础之包和模块、正则表达式（十）

系列文章目录

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一、包和模块

1.1 模块

Module，模块

1.1.1 基本概念

• 定义：模块是一个Python文件，每个 $.py$ 文件就是一个模块。
• 作用：用于组织代码，避免代码重复，提高复用性。
• 使用：通过 $import$ 语句导入模块中的内容。

1.1.2 定义模块

定义一个名为 $math\_utils.py$ 的模块：

def add(a, b):
    return a + b

def subtract(a, b):
    return a - b

1.1.3 导入模块

• 语法

1. import 模块名  [as 模块新名字1]
   

   导入一个模块到当前程序

2. from 模块名 import 模块属性名 [as 属性新名]
   

   导入一个模块内部的部分属性到当前程序

3. from 模块名 import *
   

   导入一个模块内部的全部属性到当前程序

1.1.4 常见模块

模块	功能	官方文档
math	数学运算	https://docs.python.org/zh-cn/3.12/library/math.html
os	操作系统接口	https://docs.python.org/zh-cn/3.13/library/os.html
os.path	路径相关	https://docs.python.org/zh-cn/3.13/library/os.path.html
datetime	日期和时间	https://docs.python.org/zh-cn/3.13/library/datetime.html
random	随机数生成	https://docs.python.org/zh-cn/3.13/library/random.html
time	时间	https://docs.python.org/zh-cn/3.13/library/time.html

示例

import math
import random
import time
import os
# 随机数模块
def random_fn():
    # 随机数
    # 设置随机数种子
    # random.seed(42)
    re=random.random()#随机生成[0,1)
    print(re)

    # [-5, 6)  
    re=random.random()*(6-(-5))+(-5)
    print(re)

    re=random.randint(10,20)
    print(re)
    
    arr=[10,203,10,40,43,4,32,41,31,42]
    re=random.choice(arr)
    print(re)

    random.shuffle(arr)
    print(arr)

# math模块 
def math_fn():
    print(math.pi)
    print(math.e)
    print(math.sqrt(2))
    print(math.log(2))
    deg=math.pi/180
    print(math.sin(90*deg))
# time模块
def time_fn():
    t=time.time()#1970-1-1 08:00:00 到 这个代码运行的时候 过了多少秒
    # print(t)
    # for _ in range(10000):
    #     c=100+200
    # time.sleep(2)#让程序暂停5秒钟
    print(time.time()-t)

    print(time.localtime())
    # 获取年份
    print(time.localtime().tm_year)
    print(time.strftime("%Y年%m-%d %H:%M:%S"))
    print(time.strftime("%H点%M分%S秒"))
# os用于操作计算机的一些东西(文件,目录)
def os_fn():
    path=os.getcwd()
    print(f"===={path}===")
    re=os.path.join("./img","1.jpg")#拼接
    re=os.path.join("img","a","1.jpg")
    re=os.path.join(path,"img","1.jpg")
    re=os.path.relpath(re)#转换为相对路径
    print(re)
    # os.mkdir("./img2")#创建文件夹

    re=os.listdir("./img")
    print(re)

    # 思考: os.walk()



if __name__=="__main__":
    random_fn()
    math_fn()
    time_fn()
    os_fn()

1.1.5 常见第三方模块

模块	功能	示例
numpy	数值计算	科学运算、矩阵操作
pandas	数据分析	数据清洗与处理
matplotlib	数据可视化	绘制图表
requests	HTTP请求处理	爬取网页内容，调用API
flask	Web应用框架	快速搭建Web服务

1.2 包

Package

1.2.1 基本概念

• 定义：

  • 包是包含多个模块的目录。
  • 包的本质是一个包含 $\_\_init\_\_.py$ 文件的文件夹。
  • 文件 $\_\_init\_\_.py$ 可为空，也可以包含初始化代码。

• 作用：用于组织模块的集合，形成层次化的结构，便于管理大型项目。

• 结构：

  my_package/
      __init__.py
      module1.py
      module2.py
      subpackage/
          __init__.py
          module3.py
  

1.2.2 导入包和子包

• 使用import关键字可以导入包和子包，以访问其中的模块和内容。

    # 同模块的导入规则
    import 包名 [as 包别名]
    import  包名.模块名 [as 模块新名]
    import  包名.子包名.模块名 [as 模块新名]
    
    from 包名 import 模块名 [as 模块新名]
    from 包名.子包名 import 模块名 [as 模块新名]
    from 包名.子包名.模块名 import 属性名 [as 属性新名]
    
    # 导入包内的所有子包和模块
    from 包名 import *
    from 包名.模块名 import *

参考案例：

# 导入包中的模块
import matplotlib.pyplot as plt

# 导入子包中的模块
from sklearn.linear_model import LinearRegression

1.2.3 __init__.py

$\_\_init\_\_.py$ 用于初始化Python包或模块，作用有：

1. 标识包目录： 告诉Python解释器当前目录应被视为一个包。
2. 执行初始化代码： 可以包含任何代码，通常用于包的初始化操作，如变量初始化、导入模块等。这些代码在包被导入时执行。
3. 控制包的导入行为： 通过 __all__ 变量明确指定从包中可以导入哪些模块，从而限制包的公开接口。
4. 提供包级别的命名空间： __init__.py 中定义的变量和函数可以在包的模块中共享。
5. 批量导入模块： 可以在 __init__.py 文件中批量导入模块，这些模块可以更方便地使用。

示例代码：

# __init__.py 文件示例

# 1. 批量导入系统模块
import os
import sys
import datetime

# 2. 定义包级别的变量
package_variable = "This is a package variable"

# 3. 控制包的导入行为
__all__ = ['module1', 'module2']

# 4. 执行初始化代码
print("Initializing mypackage")

# 注意：这个代码会在包被导入时执行

# 5. 导入包内的模块
from . import module1
from . import module2

1.3 模块与包的区别

模块	包
一个Python文件	一个包含__init__.py的文件夹
提供基本功能单元	用于组织多个模块
文件名为.py	目录名

二. 正则表达式

2.1 字符匹配

正则表达式在网络爬虫、数据分析中有着广泛使用，掌握正则表达式能够达到事半功倍的效果。

2.1.1 方法和功能

方法	功能
match()	判断一个正则表达式是否从开始处匹配一个字符串
search()	遍历字符串，找到正则表达式匹配的第一个位置，返回匹配对象
findall()	遍历字符串，找到正则表达式匹配的所有位置，并以列表的形式返回。如果给出的正则表达式中包含子组，就会把子组的内容单独返回，如果有多个子组就会以元组的形式返回。
finditer()	遍历字符串，找到正则表达式匹配的所有位置，并以迭代器的形式返回

示例1

# 正则表达式模块-regular expression
import re
a = re.findall(r'\d+', 'runoob 123 google 456') # 输出结果：['123', '456'] \d+表示匹配数字，+表示匹配一个或多个数字
print(a)
b = re.findall("xiaoming","xiaoming是我家小明")
print(b)

c = re.match(r'www', 'www akldjlaksjxzlkiii')
print(c) # 
print(c.span()) # 输出结果：(0, 3)

d = re.search(r'w', 'd awdj alkklaslkdiwa')
print(d)

e = re.finditer(r'w', 'd awdj alkklaslkdiwa')
print(e)
for i in e:
    print(i.span())

示例2

# 规则

import re
# 12a3 的子串是"12a3"
a = re.findall("12a3","dawda12a3j lkasjdlk  12a3")
print(a) # ['12a3', '12a3'] 找到几个就打印几个
#[小明] 的子串是"小" "明" 
a = re.findall("[小明]","dawda小明j lkasjdlk  明")
print(a) # ['小', '明', '明']
#[^小明] 的子串 是除"小" "明"外的其他字符
a = re.findall("[^小明]","dawda小明j lkasjdlk  明")
print(a) #['d', 'a', 'w', 'd', 'a', 'j', ' ', 'l', 'k', 'a', 's', 'j', 'd', 'l', 'k', ' ', ' ']
# [a-z] 匹配小写字母  [A-Z] 匹配大写字母 [0-9] 匹配数字
a = re.findall("[a-z]","dawda小明j lkasjdlk  明")
print(a) 
# .小明    . 匹配除换行符之外的任何单个字符
a = re.findall(".小明","dawda小明j lkasjdlk  明")
print(a) #['a小明']
# .+小明   .+ 匹配前面的字符一次或多次
a = re.findall(".+小明","dawda小明j lkasjdlk  明")
print(a) # ['dawda小明']

2.2 特殊字符

特殊字符	含义
\d	匹配任何十进制数字；相当于类 [0-9]
\D	与 \d 相反，匹配任何非十进制数字的字符；相当于类 [^0-9]
\s	匹配任何空白字符（包含空格、换行符、制表符等）；相当于类 [ \t\n\r\f\v]
\S	与 \s 相反，匹配任何非空白字符；相当于类 [^ \t\n\r\f\v]
\w	匹配任意一个文字字符，包括大小写字母、数字、下划线，等价于表达式[a-zA-Z0-9_]
\W	于 \w 相反 (注：re.ASCII 标志使得 \w 只能匹配 ASCII 字符)
\b	匹配单词的开始或结束
\B	与 \b 相反

2.3 数量控制

示例

import re

# * 匹配前面的字符0次或多次
arr = re.findall("66*6", "示例文本66666")
print(arr)

# + 匹配前面的字符1次或多次
arr = re.findall("[0-5]+jpg", "示例文本1231622jpg")
print(arr)

# ? 匹配前面的字符0次或1次
arr = re.findall("6?jpg", "示例文本12316226jpg")
print(arr)

# {n} 匹配前面的字符n次
arr = re.findall("6{3}jpg", "示例文本1231622666jpg")
arr = re.findall("哈{3}", "示例文本哈哈哈1231622666jpg")
print(arr)

# {n,} 匹配前面的字符n次或者多次
arr = re.findall("(abc){3,}", "示例文本哈哈abcabcabc哈1231622666jpg")
print(arr)

解释如下图所示

匹配规则	描述	示例文本	输出结果
66*6	匹配前面的字符0次或多次	示例文本66666	[‘66666’]
[0-5]+jpg	匹配前面的字符1次或多次	示例文本1231622jpg	[‘1231622jpg’]
6?jpg	匹配前面的字符0次或1次	示例文本12316226jpg	[‘6jpg’]
6{3}jpg	匹配前面的字符3次	示例文本1231622666jpg	[‘666jpg’]
哈{3}	匹配前面的字符3次	示例文本哈哈哈1231622666jpg	[‘哈哈哈’]
(abc){3,}	匹配前面的字符3次或多次	示例文本哈哈abcabcabc哈1231622666jpg	[‘abcabcabc’]