《Python程序设计基础》课件-第6章 标准库与第三方库

程度设计Python第6章标准库与第三方库库的概述

Python中的库可分为三类，分别是内置标准库、第三方库和自定义库。标准库Python的官方库，可直接导入程序供开发人员使用。第三方库由非官方制作发布的、供给大众使用的Python库，在使用之前需要开发人员先自行安装。自定义库开发人员在程序编写的过程中自行编写的、存放功能性代码的.py文件。标准库与第三方库简介01turtle库02random库03学习内容CONTENTOUTLINEtime库04jieba库的使用05wordcloud库的使用06项目案例07学习目标01040203掌握

了解标准库与第三方库的特点及导入方式掌握turtle、random、time库的基本用法了解第三方模块的下载与安装熟悉jieba、wordcloud库的基本用法01标准库与第三方库简介01标准库02第三方库标准库标准库的特点随着Python解释器，一起安装在你的电脑中，是Python的一个组成部分。标准库的导入方式使用import导入使用import导入模块的语法格式如下：import模块1,模块2,…模块的导入方式例：importrandomimporttime,sys.模块的导入方式模块导入之后便可以通过“.”使用模块中的函数或类。模块名.函数名()/类名模块的导入方式例：importrandomPrint(randon.randint(0,10)标准库的导入方式使用from…import…导入

使用“from…import…”方式导入模块之后，无需添加前缀，可以像使用当前程序中的内容一样使用模块中的内容，此种方式的语法格式如下：from模块名import函数/类/变量模块的导入方式利用通配符“*”可使用from...import...导入模块中的全部内容，语法格式如下：from库名import*例：fromtimeimport*常见的标准库Python内置了许多标准库，例如sys、os、random和time库等。sysosrandomtime常见的标准库sys库中提供了一系列与Python解释器交互的函数和变量，用于操控Python的运行时环境。常见的标准模块os库中提供了访问操作系统服务的功能，该库中常用函数如下表所示。常见的标准库random为随机数库，该模块中定义了多个可产生各种随机数的函数。常见的标准库time库中提供了一系列处理时间的函数，常用函数的说明如下表所示。第三方库我们在进行Python程序开发时，除了可以使用Pyhon内置的标准库外，还有很多第三方库可以使用。这些第三方库可以在Python官方推出的/pypi中找到。第三方库的下载与安装由于本课程使用的Python3.10版本中已经自带了Python包管理工具pip，因此无需再另行下载pip。在使用第三方模块之前，需要使用包管理工具——pip下载和安装第三方模块。第三方库的下载与安装打开Windows的命令提示符工具，输入“pipinstallnumpy”即可下载并安装第三方模块numpy。命令提示符中下载和安装第三方模块小结本节主要对Python的标准库和第三方库进行简要的介绍。先介绍导入和使用标准库，以及python中常用的标准库，最后介绍了第三方库的下载和安装。02turtle库01画布函数02画笔操作函数03画笔运动函数04画笔控制函数05填充函数画布函数turtle.screensize(canvwidth=None,canvheight=None,bg=None)例：turtle.screensize(800，600，“green”)turtle.setup(width=0.5,height=0.75,startx=None,starty=None)例：turtle.setup(width=80,height=80,startx=90,starty=90)画笔操作函数turtle.penup()/pu()：抬起画笔（笔尖离开纸的图片）turtle.pendown()/pd()：放下画笔（笔尖在纸上的图片）turtle.pensize(整数)：设置画笔的宽度；turtle.pencolor(color)：设置画笔颜色画笔运动函数turtle.goto(x,y):将画笔移动到坐标为x,y的位置turtle.forward(d)/fd(d)）：向前走d距离（设置一个先前移动的动画）turtle.backward(d)/bd(d):向后走d距离（设置一个先前移动的动画）turtle.circle(r,extent=None):以r为半径画extent的弧（设置一个旋转动画)画笔控制函数turtle.setheading(angle)/seth(angle)）：设置当前朝向是angle的角度turtle.left(angle)：向左旋转angle角度（设置一个向左旋转的动画）turtle.right(angle)：向右旋转angle角度（设置一个向右旋转的动画填充函数01

color(颜色）：设置颜色02

turtle.fillcolor(颜色)：设置填充颜色03

begin_fill()：填充开始04

end_fill()：填充结束实例：画五角星利用turtle模块画一个红色的五角星fromturtleimport*screensize(400,400)penup()goto(-100,50)pendown()color("red")begin_fill()foriinrange(5):forward(200)right(144)end_fill()导入turtule模块设置画布尺寸抬起画笔到达画布中心左100，上50的位置放下画笔设置画笔颜色开始填充

重复五次向前200，向右旋转144

结束填充小结本节主要对turtle库的语法元素进行简要的介绍，主要讲解了画布函数、画笔操作函数、画笔运动函数、画笔控制函数和填充函数。希望通过本节的学习同学们能够使用turtle库绘制简单的图形。03random库01基本随机数函数02扩展随机数函数random库seed()random()基本随机数函数randint()getrandbits()uniform()randrange()choice()shuffle()扩展随机数函数基本随机函数

Python是通过使用随机数种子来产生随机数的，只要种子相同，产生的随机序列，无论是每一个数，还是数与数之间的关系都是确定的，所以随机数种子决定了随机序列的产生。基本随机函数seed()函数用来初始化给定的随机数种子默认为当前系统时间基本随机函数插入录屏【例】基本随机数函数具体实例>>>importrandom>>>random.seed(8)#随机数种子取值为8>>>random.random()0.2267058593810488>>>random.random()0.9622950358343828>>>random.seed(8)#随机数种子取值为8>>>random.random()0.2267058593810488#生成的随机数可以重现>>>random.random()0.9622950358343828#生成的随机数可以重现>>>random.seed()#随机数种子取值为当前系统时间>>>random.random()0.7772456327517449>>>random.random()0.5286183418158397>>>random.seed()#随机数种子取值为当前系统时间>>>random.random()0.7002457191947401#生成的随机数不可以重现>>>random.random()#生成的随机数不可以重现0.1789159357780109基本随机函数（1）随机数种子一样random()产生的随机数可重现（2）不使用随机数种子seed()函数用的是当前系统时间，产生的结果完全不可重现扩展随机数函数randint(a,b)【例】生成一个[a,b]之间的整数实例>>>importrandom>>>random.randint(1,10)1扩展随机数函数getrandbits(k)【例】生成一个k比特长的随机整数>>>importrandom>>>random.getrandbits(8)186扩展随机数函数uniform(a,b)【例】生成一个[a,b]之间的随机小数>>>importrandom>>>random.uniform(1,10)7.059377638609975扩展随机数函数randrange(m,n[,k])用户生成一个[m,n)之间以k为步长的随机整数，当省略k时，默认步长为1扩展随机数函数插入录屏2【例】randrange具体实例>>>importrandom>>>random.randrange(1,10)2>>>random.randrange(1,10)8>>>random.randrange(1,10)5>>>random.randrange(1,10,2)7>>>random.randrange(1,10,2)5>>>random.randrange(1,10,2)5扩展随机数函数【例】从序列seq中随机选择一个元素>>>importrandom>>>random.choice([2,4,6,8,10])10>>>random.choice([2,4,6,8,10])4>>>random.choice([2,4,6,8,10])8>>>random.choice([2,4,6,8,10])4choice(seq)插入录屏3扩展随机数函数【例】shuffle(seq)将序列seq中元素随机排列>>>importrandom>>>s=[2,4,6,8,10]>>>random.shuffle(s)>>>print(s)>>>[10,8,6,4,2]shuffle(seq)插入录屏3小结本节主要对Python的random库进行简要的介绍，random库主要有基本随机数函数和扩展随机数函数。04time库time库Python处理时间的标准库能够表达计算机时间提供获取系统时间并格式化输出的方法提供系统级精确计时功能01时间获取函数02时间格式化函数03程序计时函数time()ctime()gmtime()时间获取函数strftime()strptime()时间格式化函数sleep()perf_counter()程序计时函数time库包含三类函数时间获取函数录屏1【例】time()用于获取当前时间戳即当前系统内表示时间的一个浮点数>>>importtime>>>time.time()1677448775.306232time()时间获取函数录屏2【例】ctime()用于获取当前时间,返回一个以人类可读方式表示的字符串>>>importtime>>>time.ctime()'MonFeb2706:00:292023'ctime()时间获取函数录屏3gmtime()【例】gmtime()用于获取当前时间>>>importtime>>>time.gmtime()time.struct_time(tm_year=2023,tm_mon=2,tm_mday=26,tm_hour=22,tm_min=4,tm_sec=49,tm_wday=6,tm_yday=57,tm_isdst=0)时间格式化函数

时间格式化是将时间以合适方式展示出来的方法，类似于字符串的格式化，展示模板由特定格式化控制符组成tpl格式化模板字符串，用来定义输出效果ts系统内部时间类型变量时间格式化函数strftime(tpl,ts)格式化字符串日期/时间说明取值范围和实例%Y

年份0000-9999例如：1800%m

月份01-12例如：8%B

月份名称January-December例如：July%b月份名称简写(三个字符)Jan-Dec例如：Apr%d

日期01-31例如25%A

星期Monday-Sunday例如：Tuesday%a

星期缩写（三个字符）Mon-Sun例如：Wed%H

小时（24小时）00~23，例如：15%h

小时(12小时)01~12，例如：9%p

上/下午AM,PM,例如:AM%M

分钟00~59，例如：34%S

秒00~59，例如：42时间格式化字符串说明时间格式化函数【例】具体操作实例录屏4>>>importtime>>>t=time.gmtime()>>>time.strftime("%Y-%m-%d%H:%M:%S",t)'2023-02-2622:12:26'%Y表示年份%m表示月份%d表示日期%H表示小时%M表示分钟%S表示秒时间格式化函数【例】具体操作实例录屏5>>>time.strftime("%Y-%B-%d-%A-%H-%p-%S")'2023-February-27-Monday-06-AM-10'%Y表示年份%B表示月份名称%d表示日期%A表示星期%H表示小时%p表示上下午%S表示秒时间格式化函数【例】具体操作实例录屏6>>>time.strftime("%A-%p")'Monday-AM'%A表示星期%p表示上下午>>>time.strftime("%M:%S")'19:54'%M表示分钟%S表示秒时间格式化函数录屏6str字符串形式的时间值tpl格式化模板字符串用来定义输入效果strptime(str,tpl)时间格式化函数【例】strptime(str,tpl)的具体实例>>>importtime>>>timeStr='2023-02-2706:26:28'>>>time.strptime(timeStr,"%Y-%m-%d%H:%M:%S")time.struct_time(tm_year=2023,tm_mon=2,tm_mday=27,tm_hour=6,tm_min=26,tm_sec=28,tm_wday=0,tm_yday=58,tm_isdst=-1)录屏7程序计时函数测量时间产生时间程序计时是指测量程序从开始到结束所经历的时间程序计时函数time库提供了一个非常精准的测量时间函数perf_counter()，该函数可获取CPU以其频率运行的时钟，这个时间往往是以纳秒来计算的，所以这样获取的时间非常精准。Time库提供的产生时间函数sleep()，可让程序休眠或产生一段时间。perf_counter()会返回系统运行时间，由于返回值的基准点是未定义的，所以，只有连续调用的结果之间的差值才是有效的。程序计时函数程序计时函数录屏8【例】具体操作实例>>>importtime>>>start=time.perf_counter()>>>print(start)4445940.4071861>>>end=time.perf_counter()>>>print(end)4445966.7225558>>>end-start26.315369700081646程序计时函数【例】在sleep(s)中，s为休眠时间>>>importtime>>>defwait():

time.sleep(5.5) >>>wait()程序计时函数【例】用程序计时函数perf_counter()和sleep(s)01#program_process.py02importtime03f=2004print('执行开始')05start=time.perf_counter()06foriinrange(f+1):07x='*'*i08y='.'*(f-i)09z=(i/f)*1010s=time.perf_counter()-start11print("\r{:^3.0f}%[{}->{}]{:.2f}".format(x,y,z,s)){:^3.0f}表示居中对齐，浮点数的整数部分取3位，小数部分取0位，也就是不要小数部分

{:.2f}表示浮点数的小数部分保留2位有效数字12time.sleep(0.1)13print('\n'+'执行结束')录屏9小结本节主要对Python的time库进行简要的介绍,主要学习了time库的三个函数：时间获取函数、时间格式化函数和程序计时函数。05Jieba库的使用01Jieba库的概述02Jieba库的解析Jieba库的概述jieba分词依靠中文词库利用一个中文词库，确定中文字符之间的关联概率中文字符间概率大的组成词组，形成分词结果除了分词，用户还可以添加自定义的词组Jieba库的概述Jieba是Python中一个重要的第三方中文分词函数库中文文本需要通过分词获得单个的词语01jieba库提供三种分词模式，最简单只需掌握一个函数02jieba是优秀的中文分词第三方库，需要额外安装03Jieba库的概述jieba库的安装(cmd命令行)pipins