本系列文章是我學習Python3.9的官方tutorial的筆記，大部分來源于官網(wǎng)的中文翻譯，但由于該翻譯有些部分實在太差和啰嗦咖气，我做了很多刪除和修改，還有部分原文講不明白的逆航，我參考其他資料增加了進一步闡述說明欢顷。
（最后這兩章都是對各種庫和各種高級開發(fā)的簡單介紹劝堪，想學懂它們還需另找資料肤粱。）
10.1 操作系統(tǒng)接口
os 模塊提供了許多與操作系統(tǒng)交互的函數(shù):
>>> import os
>>> os.getcwd() # Return the current working directory
'C:\\Python39'
>>> os.chdir('/server/accesslogs') # Change current working directory
>>> os.system('mkdir today') # Run the command mkdir in the system shell
0
一定要使用 import os 而不是 from os import * 弹囚。這將避免內(nèi)建的 open() 函數(shù)被 os.open() 隱式替換掉，因為它們的使用方式大不相同狼犯。
內(nèi)置的 dir() 和 help() 函數(shù)可用作交互式輔助工具余寥，用于處理大型模塊，如 os:
>>> import os
>>> dir(os)
<returns a list of all module functions>
>>> help(os)
<returns an extensive manual page created from the module's docstrings>
windows cmd執(zhí)行help(os)會進入交互模式悯森，按空格可以翻頁，但不能往前翻绪撵，按q可以退出瓢姻，也沒法搜索，比較雞肋音诈。
對于日常文件和目錄管理任務幻碱， shutil 模塊提供了更易于使用的更高級別的接口:
>>> import shutil
>>> shutil.copyfile('data.db', 'archive.db')
'archive.db'
>>> shutil.move('/build/executables', 'installdir')
'installdir'
10.2 文件通配符
glob 模塊提供了一個在目錄中使用通配符搜索創(chuàng)建文件列表的函數(shù):
>>> import glob
>>> glob.glob('*.py')
['primes.py', 'random.py', 'quote.py']
10.3 命令行參數(shù)
腳本運行通常需要處理命令行參數(shù)。這些參數(shù)作為列表存儲在 sys 模塊的 argv 屬性中细溅。例如褥傍，以下輸出來自在命令行運行 python demo.py one two three
>>> import sys
>>> print(sys.argv)
['demo.py', 'one', 'two', 'three']
argparse 模塊提供了一種更復雜的機制來處理命令行參數(shù)。 以下腳本可提取一個或多個文件名喇聊，并可選擇要顯示的行數(shù):
import argparse
parser = argparse.ArgumentParser(prog = 'top',
description = 'Show top lines from each file')
parser.add_argument('filenames', nargs='+')
parser.add_argument('-l', '--lines', type=int, default=10)
args = parser.parse_args()
print(args)
當在通過 python top.py --lines=5 alpha.txt beta.txt 在命令行運行時恍风，該腳本會將 args.lines 設為 5 并將 args.filenames 設為 ['alpha.txt', 'beta.txt']。
10.4 錯誤輸出重定向和程序中止
sys 模塊還具有 stdin 誓篱， stdout 和 stderr 的屬性朋贬。后者對于發(fā)出警告和錯誤消息非常有用，即使在 stdout 被重定向后也可以看到它們:
>>> sys.stderr.write('Warning, log file not found starting a new one\n')
Warning, log file not found starting a new one
終止腳本的最直接方法是使用 sys.exit() 窜骄。
10.5 字符串模式匹配
re 模塊為高級字符串處理提供正則表達式工具锦募。對于復雜的匹配和操作，正則表達式提供簡潔邻遏，優(yōu)化的解決方案:
>>> import re
>>> re.findall(r'\bf[a-z]*', 'which foot or hand fell fastest')
['foot', 'fell', 'fastest']
>>> re.sub(r'(\b[a-z]+) \1', r'\1', 'cat in the the hat')
'cat in the hat'
sub函數(shù)用于匹配子字符串然后替換糠亩，上方代碼需要先學習正則表達式才能看懂虐骑，匹配兩個重復單詞，替換成一個(其中\(zhòng)1是對(\b[a-z]+)的引用)赎线。
當只需要簡單的功能時富弦，首選字符串方法因為它們更容易閱讀和調(diào)試：
>>> 'tea for too'.replace('too', 'two')
'tea for two'
10.6 數(shù)學
math 模塊提供對浮點數(shù)學的底層C庫函數(shù)的訪問:
>>> import math
>>> math.cos(math.pi / 4)
0.70710678118654757
>>> math.log(1024, 2)
10.0
random 模塊提供了進行隨機選擇的工具:
>>> import random
>>> random.choice(['apple', 'pear', 'banana'])
'apple'
>>> random.sample(range(100), 10) # sampling without replacement
[30, 83, 16, 4, 8, 81, 41, 50, 18, 33]
>>> random.random() # random float
0.17970987693706186
>>> random.randrange(6) # random integer chosen from range(6)
4
statistics 模塊計算數(shù)值數(shù)據(jù)的基本統(tǒng)計屬性（均值，中位數(shù)氛驮，方差等）:
>>> import statistics
>>> data = [2.75, 1.75, 1.25, 0.25, 0.5, 1.25, 3.5]
>>> statistics.mean(data)
1.6071428571428572
>>> statistics.median(data)
1.25
>>> statistics.variance(data)
1.3720238095238095
10.7 互聯(lián)網(wǎng)訪問
有許多模塊可用于訪問互聯(lián)網(wǎng)和處理互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議腕柜。其中兩個最簡單的 urllib.request 用于從URL檢索數(shù)據(jù)，以及 smtplib 用于發(fā)送郵件:
>>> from urllib.request import urlopen
>>> with urlopen('http://tycho.usno.navy.mil/cgi-bin/timer.pl') as response:
... for line in response:
... line = line.decode('utf-8') # Decoding the binary data to text.
... if 'EST' in line or 'EDT' in line: # look for Eastern Time
... print(line)
<BR>Nov. 25, 09:43:32 PM EST
>>> import smtplib
>>> server = smtplib.SMTP('localhost')
>>> server.sendmail('soothsayer@example.org', 'jcaesar@example.org',
... """To: jcaesar@example.org
... From: soothsayer@example.org
...
... Beware the Ides of March.
... """)
>>> server.quit()
10.8 日期和時間
datetime 模塊提供了以簡單和復雜的方式操作日期和時間的類矫废。雖然支持日期和時間算法盏缤，但實現(xiàn)的重點是有效的成員提取以進行輸出格式化和操作。該模塊還支持可感知時區(qū)的對象蓖扑。
>>> # dates are easily constructed and formatted
>>> from datetime import date
>>> now = date.today()
>>> now
datetime.date(2003, 12, 2)
>>> now.strftime("%m-%d-%y. %d %b %Y is a %A on the %d day of %B.")
'12-02-03. 02 Dec 2003 is a Tuesday on the 02 day of December.'
>>> # dates support calendar arithmetic
>>> birthday = date(1964, 7, 31)
>>> age = now - birthday
>>> age.days
14368
10.9 數(shù)據(jù)壓縮
常見的數(shù)據(jù)存檔和壓縮格式由模塊直接支持唉铜，包括：zlib, gzip, bz2, lzma, zipfile 和 tarfile。:
>>> import zlib
>>> s = b'witch which has which witches wrist watch'
>>> len(s)
41
>>> t = zlib.compress(s)
>>> len(t)
37
>>> zlib.decompress(t)
b'witch which has which witches wrist watch'
>>> zlib.crc32(s)
226805979
10.10 性能測量
一些Python用戶對了解同一問題的不同方法的相對性能產(chǎn)生了濃厚的興趣律杠。 Python提供了一種可以立即回答這些問題的測量工具潭流。
例如，元組封包和拆包功能相比傳統(tǒng)的交換參數(shù)可能更具吸引力柜去。timeit 模塊可以快速演示在運行效率方面一定的優(yōu)勢:
>>> from timeit import Timer
>>> Timer('t=a; a=b; b=t', 'a=1; b=2').timeit()
0.57535828626024577
>>> Timer('a,b = b,a', 'a=1; b=2').timeit()
0.54962537085770791
與 timeit 的精細粒度級別相反灰嫉， profile 和 pstats 模塊提供了用于在較大的代碼塊中識別時間關(guān)鍵部分的工具。
10.11 質(zhì)量控制
開發(fā)高質(zhì)量軟件的一種方法是在開發(fā)過程中為每個函數(shù)編寫測試嗓奢，并在開發(fā)過程中經(jīng)常運行這些測試讼撒。
doctest 模塊提供了一個工具，用于掃描模塊并驗證程序文檔字符串中嵌入的測試股耽。測試構(gòu)造就像將典型調(diào)用及其結(jié)果剪切并粘貼到文檔字符串一樣簡單根盒。這通過向用戶提供示例來改進文檔，并且它允許doctest模塊確保代碼保持對文檔的真實:
def average(values):
"""Computes the arithmetic mean of a list of numbers.
>>> print(average([20, 30, 70]))
40.0
"""
return sum(values) / len(values)
import doctest
doctest.testmod() # automatically validate the embedded tests
unittest 模塊不像 doctest 模塊那樣易于使用物蝙，但它允許在一個單獨的文件中維護更全面的測試集:
import unittest
class TestStatisticalFunctions(unittest.TestCase):
def test_average(self):
self.assertEqual(average([20, 30, 70]), 40.0)
self.assertEqual(round(average([1, 5, 7]), 1), 4.3)
with self.assertRaises(ZeroDivisionError):
average([])
with self.assertRaises(TypeError):
average(20, 30, 70)
unittest.main() # Calling from the command line invokes all tests
