Python--模块之time、random、os、hashlib

今天开始模块。

首先补充 __init__.py
      在python模块的每一个包中，都有一个__init__.py文件（这个文件定义了包的属性和方法）然后是一些模块文件和子目录，假如子目录中也有__init__.py 那么它就是这个包的子包了。当你将一个包作为模块导入（比如从 xml 导入 dom ）的时候，实际上导入了它的__init__.py 文件。

      一个包是一个带有特殊文件 __init__.py 的目录。__init__.py 文件定义了包的属性和方法。其实它可以什么也不定义；可以只是一个空文件，但是必须存在。如果 __init__.py 不存在，这个目录就仅仅是一个目录，而不是一个包，它就不能被导入或者包含其它的模块和嵌套包。

      __init__.py 中还有一个重要的变量，叫做__all__。我们有时会使出一招“全部导入”。这时 import 就会把注册在包__init__.py 文件中 __all__ 列表中的子模块和子包导入到当前作用域中来。

Python查找模块的路径

       运行Python应用或引用Python模块，Python解释器要有一个查找的过程。可以通过设置一个环境变量PYTHONPATH为Python增加一个搜索路径，以方便查找到相关Python模块,这与众多应用程序需要设置一个系统环境变量的道理是一样的。在命令行中可以通过以下命令设置：

C:UsersAdministrator>set PYTHONPATH=E:/Project/Python/ModuleAndPackage/

进入Python环境后可以，通过Python的sys.path属性获得当前搜索路径的配置，可以看到之前我们设置的路径已经在当前搜索路径中了。

也可以通过sys模块的append方法在Python环境中增加搜索路径。

Python中的模块和包

        每个.py文件都是可以认为是一个Python模块，.py文件中可以包含类、方法、变量和常量（Python还没有严格意义上的常量，只是约定大写的变量作为常量），文件内也可以直接写所有的逻辑语句并在加载时从上之下直接执行，这与其他解释型语言是类似的。

        引用一个模块，就要建立运行它的上下文环境。我们先设置一个环境变量PYTHONPATH，以便Python解释器找到.py模块，然后import 模块名字，即可访问其中的方法或变量。或者使用from关键字直接导入模块内的属性或方法。

一、 time模块

表示时间我们通常用三种形式：

• 时间戳(timestamp)：通常来说，时间戳表示的是从1970年1月1日00:00:00开始按秒计算的偏移量。我们运行“type(time.time())”，返回的是float类型。
• 格式化的时间字符串(Format String)
• 结构化的时间(struct_time)：struct_time元组共有9个元素共九个元素:(年，月，日，时，分，秒，一年中第几周，一年中第几天，夏令时)

import time
print(time.time()) #时间戳：1498025310.887425
print(time.strftime("%Y-%m-%d %X")) #格式化的时间字符串:2017-06-21 14:08:30
print(time.localtime()) #本地时区的struct_time
print(time.gmtime()) #UTC时区的struct_time
结果：
1498025310.887425
2017-06-21 14:08:30
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=6, tm_mday=21, tm_hour=14, tm_min=8, tm_sec=30, tm_wday=2, tm_yday=172, tm_isdst=0)
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=6, tm_mday=21, tm_hour=6, tm_min=8, tm_sec=30, tm_wday=2, tm_yday=172, tm_isdst=0)

三者的转换关系：

计算机认识的时间只能是'时间戳'格式，而程序员可处理的或者说人类能看懂的时间有: '格式化的时间字符串'，'结构化的时间'。

import time
print(time.time())
print(time.localtime())

#将结构化的时间转换为格式化的字符串时间
print(time.strftime("%Y-%m-%d %X", time.localtime()))

#将结构化的时间转换为时间戳
print(time.mktime(time.localtime()))

#将时间戳转换为结构化的时间
print(time.localtime(1498025310))

#将格式化的字符串时间转换为结构化的时间
print(time.strptime("2017-06-21 16:55:36", "%Y-%m-%d %X"))
结果：
1498035729.0793116
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=6, tm_mday=21, tm_hour=17, tm_min=2, tm_sec=9, tm_wday=2, tm_yday=172, tm_isdst=0)
2017-06-21 17:02:09
1498035729.0
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=6, tm_mday=21, tm_hour=14, tm_min=8, tm_sec=30, tm_wday=2, tm_yday=172, tm_isdst=0)
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=6, tm_mday=21, tm_hour=16, tm_min=55, tm_sec=36, tm_wday=2, tm_yday=172, tm_isdst=-1)

 

#将结构化的时间转换为字符串时间
print(time.asctime(time.localtime()))
print(time.asctime()) #如果没有参数，将会将time.localtime()作为参数传入。
print('我是分割线---------------')
#将时间戳转换为字符串时间
print(time.ctime(time.time()))
print(time.ctime()) #如果没有参数，将会将time.time()作为参数传入。
结果：
Wed Jun 21 22:19:16 2017
Wed Jun 21 22:19:16 2017
我是分割线---------------
Wed Jun 21 22:19:16 2017
Wed Jun 21 22:19:16 2017

二、 random模块

import random 
print(random.random()) #(0,1)----float 大于0且小于1之间的小数 结果：0.3869734571949781
print(random.randint(1,3)) #[1,3] 大于等于1且小于等于3之间的整数 结果：3
print(random.randrange(1,3)) #[1,3) 大于等于1且小于3之间的整数 结果：1
print(random.choice([1,'abc',['a',23,'world']])) #1或者'abc'或者['a',23,'world'] 结果：['a', 23, 'world'] 
print(random.sample([1,'abc',['a',23,'world']],2)) #列表元素任意2个组合 结果：[['a', 23, 'world'], 'abc'] 
print(random.uniform(1,3)) #大于1小于3的小数 结果：2.164429956472153 

l = [1,2,4,5,9]
random.shuffle(l)
print(l) #打乱l的顺序,相当于"洗牌"[5, 2, 9, 4, 1]

生成随机验证码实例：

import random
def verify_code():
    res = ""
    for i in range(5):
        res1 = random.randint(1,9)
        res2 = chr(random.randint(97,122))
        res3 = chr(random.randint(65,90))
        res4 = random.choice([str(res1),res2,res3])
        res +=res4
    return res

print(verify_code())
结果：
IcglH

三 、os模块

os模块是与操作系统交互的一个接口

需要掌握的应用：

os.getcwd() 获取当前工作目录，即当前python脚本工作的目录路径
os.chdir("dirname")  改变当前脚本工作目录；相当于shell下cd
os.makedirs('dirname1/dirname2')    可生成多层递归目录
os.removedirs('dirname1')    若目录为空，则删除，并递归到上一级目录，如若也为空，则删除，依此类推
os.mkdir('dirname')    生成单级目录；相当于shell中mkdir dirname
os.rmdir('dirname')    删除单级空目录，若目录不为空则无法删除，报错；相当于shell中rmdir dirname
os.listdir('dirname')    列出指定目录下的所有文件和子目录，包括隐藏文件，并以列表方式打印
os.remove()  删除一个文件
os.rename("oldname","newname")  重命名文件/目录
os.stat('path/filename')  获取文件/目录信息
os.path.abspath(path)  返回path规范化的绝对路径
os.path.dirname(path)  返回path的目录。其实就是os.path.split(path)的第一个元素
os.path.basename(path)  返回path最后的文件名。如何path以／或结尾，那么就会返回空值。即os.path.split(path)的第二个元素
os.path.exists(path)  如果path存在，返回True；如果path不存在，返回False
os.path.join(path1[, path2[, ...]])  将多个路径组合后返回，第一个绝对路径之前的参数将被忽略
os.path.getatime(path)  返回path所指向的文件或者目录的最后存取时间
os.path.getmtime(path)  返回path所指向的文件或者目录的最后修改时间
os.path.getctime(path)  回path所指向的文件或者目录的创建时间
os.path.getsize(path) 返回path的大小

选择性掌握的应用：

os.path.split(path)  将path分割成目录和文件名二元组返回

os.path.isabs(path)  如果path是绝对路径，返回True
os.path.isfile(path)  如果path是一个存在的文件，返回True。否则返回False
os.path.isdir(path)  如果path是一个存在的目录，则返回True。否则返回False

示例：

import os
print(os.getcwd())
os.chdir(r'C:UsersAdministratorPycharmProjectsuntitled4')
print(os.getcwd())
print('我是分割线--------')
print(os.listdir(r'C:UsersAdministratorPycharmProjectsuntitled4a'))
print('我是分割线--------')
res = os.stat(r'C:UsersAdministratorPycharmProjectsuntitled4acd')
print(res)
print(res.st_ctime)
print('我是分割线--------')
dirname,basename=os.path.split(r'C:UsersAdministratorPycharmProjectsuntitled4aa.txt')
print(dirname)
print(basename)
print('我是分割线--------')
s1=r'C:UsersAdministratorPycharmProjectsuntitled4ac'
s2=r'c.txt'
res=os.path.join(s1,s2)
print(res)
结果：
C:UsersAdministratorPycharmProjectsuntitled
C:UsersAdministratorPycharmProjectsuntitled4
我是分割线--------
['a.txt', 'b']
我是分割线--------
os.stat_result(st_mode=16895, st_ino=7881299347966345, st_dev=1221946964, st_nlink=1, st_uid=0, st_gid=0, st_size=0, st_atime=1498052199, st_mtime=1498052199, st_ctime=1498052199)
1498052199.7336605
我是分割线--------
C:UsersAdministratorPycharmProjectsuntitled4a
a.txt
我是分割线--------
C:UsersAdministratorPycharmProjectsuntitled4acc.txt

四、hashlib模块

hash：一种算法 ,3.x里代替了md5模块和sha模块，主要提供 SHA1, SHA224, SHA256, SHA384, SHA512 ，MD5 算法
三个特点：
1.内容相同则hash运算结果相同，内容稍微改变则hash值则变
2.不可逆推
3.相同算法：无论校验多长的数据，得到的哈希值长度固定。

import hashlib
 
m=hashlib.md5()# m=hashlib.sha256()
 
m.update('hello'.encode('utf8'))
print(m.hexdigest())  #5d41402abc4b2a76b9719d911017c592
 
m.update('alvin'.encode('utf8'))
 
print(m.hexdigest())  #92a7e713c30abbb0319fa07da2a5c4af
 
m2=hashlib.md5()
m2.update('helloalvin'.encode('utf8'))
print(m2.hexdigest()) #92a7e713c30abbb0319fa07da2a5c4af

'''
注意：把一段很长的数据update多次，与一次update这段长数据，得到的结果一样
但是update多次为校验大文件提供了可能。
'''

以上加密算法虽然依然非常厉害，但时候存在缺陷，即：通过撞库可以反解。所以，有必要对加密算法中添加自定义key再来做加密。

import hashlib
 
# ######## 256 ########
 
hash = hashlib.sha256('898oaFs09f'.encode('utf8'))
hash.update('alvin'.encode('utf8'))
print (hash.hexdigest())#e79e68f070cdedcfe63eaf1a2e92c83b4cfb1b5c6bc452d214c1b7e77cdfd1c7

实例：模拟撞库破解密码

import hashlib
passwds=[
    'alex3714',
    'alex1313',
    'alex94139413',
    'alex123456',
    '123456alex',
    'a123lex',
    ]
def make_passwd_dic(passwds):
    dic={}
    for passwd in passwds:
        m=hashlib.md5()
        m.update(passwd.encode('utf-8'))
        dic[passwd]=m.hexdigest()
    return dic

def break_code(cryptograph,passwd_dic):
    for k,v in passwd_dic.items():
        if v == cryptograph:
            print('密码是===>33[46m%s33[0m' %k)

cryptograph='aee949757a2e698417463d47acac93df'
break_code(cryptograph,make_passwd_dic(passwds))

模拟撞库破解密码

python 还有一个 hmac 模块，它内部对我们创建 key 和 内容 进行进一步的处理然后再加密:

1 import hmac
2 h = hmac.new('alvin'.encode('utf8'))
3 h.update('hello'.encode('utf8'))
4 print (h.hexdigest())#320df9832eab4c038b6c1d7ed73a5940