《Python程序设计与案例教程》课件chap12Python标准库

Python程序设计与案例教程第12章Python标准库12.1random库

随机数:在某次产生过程中是按照实验过程中表现的分布概率随机产生的，其结果是不可预测、不可见的计算机的伪随机数是由随机种子根据一定的计算方法计算出来的数值importrandomrandom库——random的基本方法方法含义seed(a)初始化伪随机数生成器getstate()返回一个当前生成器的内部状态的对象setstate(state)传入一个先前利用getstate方法获得的状态对象，使得生成器恢复到这个状态getrandbits(k)返回一个不大于K位的Python整数（十进制），比如k=10，则结果在0~2^10之间的整数random库——针对整数的方法方法含义randint(a,b)返回一个a<=N<=b的随机整数randrange([start,]stop[,step])从指定范围start~stop内，按指定步长step递增的集合中，获取一个随机整数random库——针对序列类结构的方法方法含义choice(seq)从非空序列seq中随机选取一个元素。如果seq为空则弹出IndexError异常choices(population,weights=None,*,cum_weights=None,k=1)Python3.6版本新增。从population集群中随机抽取K个元素。weights是相对权重列表，cum_weights是累计权重，两个参数不能同时存在shuffle(x[,random])随机打乱序列x内元素的排列顺序，只能针对可变的序列sample(population,k)从population样本或集合中随机抽取K个不重复的元素形成新的序列。常用于不重复的随机抽样，返回的是一个新的序列，不会破坏原有序列。从一个整数区间随机抽取一定数量的整数。如果k大于population的长度，则弹出ValueError异常random库——真值分布方法含义random()返回一个介于左闭右开[0.0,1.0)区间的浮点数uniform(a,b)返回一个介于a和b之间的浮点数。如果a>b,则是b到a之间的浮点数。这里的a和b都有可能出现在结果中triangular(low,high,mode)返回一个low<=N<=high的三角形分布的随机数。参数mode指明众数出现位置betavariate(alpha,beta)β分布。返回的结果在0~1之间expovariate(lambd)指数分布gammavariate(alpha,beta)伽马分布gauss(mu,sigma)高斯分布normalvariate(mu,sigma)正态分布random库常用方法——random()(1)random()功能：返回一个介于左闭右开[0.0,1.0)区间的浮点数>>>importrandom>>>random.random()0.8050901378898727注意：该语句每次运行的结果不同，但都介于0~1之间。random库常用方法——seed()(2)seed(a)功能：初始化伪随机数生成器，给随机数对象一个种子值，用于产生随机序列。例1：随机数应用举例1fromnumpyimport*2num=03while(num<5):4 random.seed(5)5 print(random.random())6 num+=11importpickle2i=123453f=2017.20174b=False5fp=open("e:\\string2.txt","wb")6pickle.dump(i,fp)7pickle.dump(f,fp)8pickle.dump(b,fp)9fp.close()例2：修改例1，seed()只执行一次。random库常用方法——seed()random库常用方法——randint()(3)randint(a,b)功能：返回一个a<=N<=b的随机整数N>>>importrandom>>>random.randint(3,10)4>>>random.randint(3,10)7random库常用方法——randrange()(4)randrange([start,]stop[,step])功能：从指定范围start~stop内，按指定步长step递增的集合中，获取一个随机整数>>>importrandom>>>random.randrange(1,10,2)3>>>random.randrange(1,10,2)9random库常用方法——choice()(5)choice(seq)功能：从非空序列seq中随机选取一个元素>>>importrandom>>>random.choice([1,2,3,5,9])5>>>random.choice('AString')Arandom库常用方法——shuffle()(6)shuffle(x[,random])功能：随机打乱序列x内元素的排列顺序，返回随机排序后的序列使用shuffle()方法实现模拟洗牌程序。1importrandom2list=[20,16,10,5]3random.shuffle(list)4print("随机排序列表：",list)5random.shuffle(list)6print("随机排序列表：",list)random库常用方法——sample()(7)sample(population,k)功能：从population样本或集合中随机抽取K个不重复的元素形成新的序列>>>random.sample([10,20,30,40,50],k=4)[30,40,50,20]>>>random.sample([10,20,30,40,50],k=4)[20,50,10,40]>>>random.sample([10,20,30,40,50],k=4)[20,40,30,50]random库常用方法——uniform()(8)uniform(a,b)功能：返回一个介于a和b之间的浮点数>>>importrandom>>>random.uniform(10,20)13.516894180425453random库应用举例1fromrandomimport*2n=int(input("请输入n的值（1~10）："))3m=int(input("请输入m的值："))4count=15seed(m)6b=randint(1,10)7whileTrue:8 if(b==n):9 break10 count=count+111 b=randint(1,10)12print("{}timestogotit".format(count))例3：用户从键盘输入两个整数，第一个数是要猜的数n（n<10），第二个数作为随机种子，随机生成一个1~10的整数，如果该数不等于n，则再次生成随机数，如此循环，直至猜中数n，输出“Ntimestogotit”，其中N为猜测的次数。12.2time库python中表示时间方法：时间戳，即从1975年1月1日00:00:00到现在的秒数格式化后的时间字符串时间struct_time元组时间struct_time元组中元素主要有：tm_year：年tm_mon：月tm_mday：日tm_hour：时tm_min：分tm_sec：秒tm_wday：星期几，范围是0~6，0表示周日tm_yday：一年中的第几天，范围是1~366tm_isdst：是否是夏令时时间获取函数功能time.time()获取当前时间戳，1970纪元后经过的浮点秒数time.ctime()获取当前时间，返回字符串time.gmtime()返回指定时间戳对应的utc时间的struct_time对象格式time.localtime()返回以指定时间戳对应的本地时间的struct_time对象time.mktime(t)返回用秒数来表示时间的浮点数时间获取——time()（1）time()函数功能：获取当前时间戳，返回值为浮点数，表示从1970年1月1日0点0分开始，到当前时间，一共经历了多少秒>>>importtime>>>time.time()1533554029.3566148时间获取——ctime()（2）ctime()函数功能：获取当前时间，以字符串形式返回>>>importtime>>>time.ctime()'MonAug619:13:562018'>>>time.ctime(1533554029.3566148)'MonAug619:13:492018'时间获取——gmtime()（3）gmtime()函数功能：返回指定时间戳对应的utc时间的struct_time对象格式>>>importtime>>>time.gmtime()time.struct_time(tm_year=2018,tm_mon=10,tm_mday=6,tm_hour=11,tm_min=18,tm_sec=21,tm_wday=5,tm_yday=279,tm_isdst=0时间获取——localtime()（4）localtime()函数功能：返回以指定时间戳对应的本地时间的struct_time对象格式>>>importtime>>>time.localtime(1533554029.3566148)time.struct_time(tm_year=2018,tm_mon=8,tm_mday=6,tm_hour=19,tm_min=13,tm_sec=49,tm_wday=0,tm_yday=218,tm_isdst=0)时间获取——mktime()（5）mktime(t)函数功能：返回用秒数来表示时间的浮点数>>>importtime>>>t=(2018,8,36,17,25,35,1,48,58)>>>time.mktime(t)1536139535.0时间格式化函数功能time.strftime(format[,t])将struct_time对象实例转换成字符串time.strptime(str,tpl)将时间字符串转换为struct_time时间对象time.asctime([t])将一个tuple或struct_time形式的时间转换为一个24个字符的时间字符串时间格式化——strftime()（1）time.strftime(tpl,ts)功能：将struct_time对象实例转换成字符串时间日期格式化控制符格式化字符串

日期/时间说明

取值范围%Y四位数年份

0000~9999%y两位数年份00~99%m月份

01~12%B月份名称

January~December%b月份名称缩写

Jan~Dec%d日期

01~31%A星期

Monday~Sunday%a星期缩写

Mon~Sun%H小时（24h制）

00~23%h小时（12h制）

01~12%p上/下午

AM,PM%M分钟

00~59%S秒

00~59时间格式化——strftime()>>>importtime>>>time.strftime("%b%d%Y%H:%M:%S",time.gmtime())'Oct06201812:30:38'>>>time.strftime("%B%d%Y%p%h:%M:%S",time.gmtime())'October062018PMOct:33:52'时间格式化——strptime()（2）strptime(str,tpl)功能：将时间字符串转换为struct_time时间对象>>>time.strptime("30Nov17","%d%b%y")time.struct_time(tm_year=2017,tm_mon=11,tm_mday=30,tm_hour=0,tm_min=0,tm_sec=0,tm_wday=3,tm_yday=334,tm_isdst=-1)>>>time.strptime("Oct06201812:30:38","%b%d%Y%H:%M:%S")time.struct_time(tm_year=2018,tm_mon=10,tm_mday=6,tm_hour=12,tm_min=30,tm_sec=38,tm_wday=5,tm_yday=279,tm_isdst=-1)时间格式化——asctime()（3）asctime([t])功能：将一个tuple或struct_time形式的时间（转换为时间字符串>>>t=time.localtime()>>>time.asctime(t)'SatOct620:43:482018'程序计时函数功能time.sleep(s)暂停给定秒数后执行程序time.perf_counter()返回计时器的精准时间（系统的运行时间），单位为秒程序计时——sleep()（1）sleep(s)功能：暂停给定秒数后执行程序>>>importtime>>>time.sleep(5)程序计时——perf_counter()（2）perf_counter()功能：返回CPU计时器的精准时间（系统的运行时间），单位为秒>>>importtime>>>time.perf_counter()6486.087528257time库应用举例1importtime23t=time.time()4print("nowtimeis:{}".format(t))5m=time.localtime(t)6print("nowtimeis:{}".format(m))7time.sleep(2)8t=time.time()9n=time.localtime(t)10print("nowtimeis:{}".format(n))例：获取当前时间，然后再格式化当前时间输出，暂停两秒再获取当前时间，最后再格式化当前时间输出。设置画布——screensize（1）screensize(canvwidth,canvheight,bg)canvwidth表示设置的画布宽度（单位像素）canvheight表示设置的画布高度（单位像素）bg表示设置的画布背景颜色>>>turtle.screensize(800,600,"blue")>>>turtle.screensize()12.3turtle库设置画布——setup（2）setup(width,height,startx,starty)

width表示画布宽度height表示画布高度startx表示画布左侧与屏幕左侧的像素距离starty表示画布顶部与屏幕顶部的像素距离。>>>turtle.setup(width=0.6,height=0.6)>>>turtle.setup(width=800,height=800,startx=100,starty=100)画笔及绘制函数控制小海龟绘图有很多函数，这些函数可以划分为4种： 画笔运动函数 画笔控制函数 全局控制函数 其他函数画笔运动函数函数功能turtle.home()将turtle移动到起点（0,0）和向东turtle.forward(distance)向当前画笔方向移动distance像素长turtle.backward(distance)向当前画笔相反方向移动distance像素长度turtle.right(degree)顺时针移动degreeturtle.left(degree)逆时针移动degreeturtle.pendown()移动时绘制图形，缺省时也为绘制turtle.penup()移动时不绘制图形，提起笔，用于另起一个地方绘制时用turtle.goto(x,y)将画笔移动到坐标为x,y的位置turtle.speed(speed)画笔绘制的速度speed取值为[0,10]的整数，数字越大绘制速度越快turtle.setheading(angle)改变画笔绘制方向turtle.circle(radius,extent,steps)绘制一个指定半径、弧度范围、阶数(正多边形)的弧形turtle.dot(diameter,color)绘制一个指定直径和颜色的圆画笔运动函数——setheading()（1）setheading(angle)功能：按照angle角度逆时针改变海龟的行进方向>>>turtle.setheading(30)画笔运动函数——circle()（1）circle（radius,extent,steps）radius表示半径

extent表示绘制弧形的角度

steps表示阶数>>>turtle.circle(50)>>>turtle.circle(50,180)>>>turtle.circle(50,steps=4)画笔控制函数函数功能turtle.pensize(width)设置绘制图形时画笔的宽度turtle.pencolor(color)设置画笔颜色，color为颜色字符串或者RGB值turtle.fillcolor(colorstring)设置绘制图形的填充颜色turtle.color(color1,color2)同时设置pencolor=color1,fillcolor=color2turtle.filling()返回当前是否在填充状态turtle.begin_fill()准备开始填充图形turtle.end_fill()填充完成turtle.hideturtle()隐藏画笔的箭头形状turtle.showturtle()显示画笔的箭头形状画笔控制函数——pencolor()pencolor()：返回当前画笔颜色pencolor(color)：参数color为颜色字符串或者RGB值>>>turtle.pencolor()'black'>>>turtle.pencolor("grey")>>>turtle.pencolor((255,0,0))全局控制函数函数功能turtle.clear()清空turtle窗口，但是turtle的位置和状态不会改变turtle.reset()清空窗口，重置turtle状态为起始状turtle.undo()撤销上一个turtle动作turtle.isvisible()返回当前turtle是否可见turtle.stamp()复制当前图形turtle.write(s,font)写文本信息全局控制函数——write()write(s,font)：给画布写文本信息font基本形式为：font=("font-ame",font_size,"font_type