Python常用内建模块

datetime

• 处理日期和时间的标准库。
• 注意到datetime是模块，datetime模块还包含一个datetime类，通过from datetime import datetime导入的才是datetime这个类。
• 如果仅导入import datetime，则必须引用全名datetime.datetime。

• datetime.now()返回当前日期和时间，其类型是datetime类:

       now= datetime.now()

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• 用指定日期时间创建datetime:

    dt = datetime(2015, 4, 19, 12, 20) # 用指定日期时间创建datetime

• 我们把1970年1月1日 00:00:00 UTC+00:00时区的时刻称为epoch time，记为0（1970年以前的时间timestamp为负数），当前时间就是相对于epoch time的秒数，称为timestamp:

    dt = datetime(2015, 4, 19, 12, 20) # 用指定日期时间创建datetime
    dt.timestamp() # 把timestamp转换为datetime

• 要把timestamp转换为datetime，使用datetime类提供的fromtimestamp()方法:

    datetime.fromtimestamp(dt.timestamp())

• 注意到timestamp是一个浮点数，它没有时区的概念，而datetime是有时区的。

• timestamp也可以直接被转换到UTC标准时区的时间：

       datetime.utcfromtimestamp(dt.timestamp())

• 很多时候，用户输入的日期和时间是字符串，要处理日期和时间，首先必须把str转换为datetime。转换方法是通过datetime.strptime()实现，注意转换后的datetime是没有时区信息的，需要一个日期和时间的格式化字符串(详见官方文档)：

    cday = datetime.strptime('2015-8-14 11:19:59', '%Y-%m-%d %H:%M:%S')
    print(cday)
    2015-8-14 11:19:59

• 如果已经有了datetime对象，要把它格式化为字符串显示给用户，就需要转换为str，转换方法是通过strftime()实现

       now = datetime.now()
       print(now.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S'))

• 对日期和时间进行加减实际上就是把datetime往后或往前计算，得到新的datetime。加减可以直接用+和-运算符，不过需要导入timedelta这个类
• 本地时间转换为UTC时间：

• 一个datetime类型有一个时区属性tzinfo，但是默认为None，所以无法区分这个datetime到底是哪个时区，除非强行给datetime设置一个时区：

       >>> from datetime import datetime, timedelta, timezone
       >>> tz_utc_8 = timezone(timedelta(hours=8)) # 创建时区UTC+8:00
       >>> now = datetime.now()
       >>> now
       datetime.datetime(2015, 8, 14, 11, 29, 58, 80550)
       >>> dt = now.replace(tzinfo=tz_utc_8) # 强制设置为UTC+8:00
       >>> dt
       datetime.datetime(2015, 8, 14, 11, 29, 58, 80550, tzinfo=datetime.timezone(datetime.timedelta(0, 28800)))

• 我们可以先通过utcnow()拿到当前的UTC时间，再转换为任意时区的时间

• 利用带时区的datetime，通过astimezone()方法，可以转换到任意时区。

• 不是必须从UTC+0:00时区转换到其他时区，任何带时区的datetime都可以正确转换，例如下面bj_dt到tokyo_dt的转换。

       # 拿到UTC时间，并强制设置时区为UTC+0:00:
       >>> utc_dt = datetime.utcnow().replace(tzinfo=timezone.utc)
       >>> print(utc_dt)
       2015-05-18 09:05:12.377316+00:00
       # astimezone()将转换时区为北京时间:
       >>> bj_dt = utc_dt.astimezone(timezone(timedelta(hours=8)))
       >>> print(bj_dt)
       2015-05-18 17:05:12.377316+08:00
       # astimezone()将转换时区为东京时间:
       >>> tokyo_dt = utc_dt.astimezone(timezone(timedelta(hours=9)))
       >>> print(tokyo_dt)
       2015-05-18 18:05:12.377316+09:00
       # astimezone()将bj_dt转换时区为东京时间:
       >>> tokyo_dt2 = bj_dt.astimezone(timezone(timedelta(hours=9)))
       >>> print(tokyo_dt2)
       2015-05-18 18:05:12.377316+09:00

collections

• collections是Python内建的一个集合模块，提供了许多有用的集合类。
• namedtuple是一个函数，它用来创建一个自定义的tuple对象，并且规定了tuple元素的个数，并可以用属性而不是索引来引用tuple的某个元素。这样一来，我们用namedtuple可以很方便地定义一种数据类型，它具备tuple的不变性，又可以根据属性来引用，使用十分方便。
• namedtuple(‘名称’, [属性list])
• deque:使用list存储数据时，按索引访问元素很快，但是插入和删除元素就很慢了，因为list是线性存储，数据量大的时候，插入和删除效率很低。deque是为了高效实现插入和删除操作的双向列表，适合用于队列和栈
• deque除了实现list的append()和pop()外，还支持appendleft()和popleft()，这样就可以非常高效地往头部添加或删除元素。
• defaultdict:使用dict时，如果引用的Key不存在，就会抛出KeyError。如果希望key不存在时，返回一个默认值，就可以用defaultdict
• 注意默认值是调用函数返回的，而函数在创建defaultdict对象时传入。
• 除了在Key不存在时返回默认值，defaultdict的其他行为跟dict是完全一样的。
• OrderedDict：使用dict时，Key是无序的。在对dict做迭代时，我们无法确定Key的顺序。如果要保持Key的顺序，可以用OrderedDict
• OrderedDict的Key会按照插入的顺序排列，不是Key本身排序

• OrderedDict可以实现一个FIFO（先进先出）的dict，当容量超出限制时，先删除最早添加的Key：

       from collections import OrderedDict
  
       class LastUpdatedOrderedDict(OrderedDict):
  
           def __init__(self, capacity):
               super(LastUpdatedOrderedDict, self).__init__()
               self._capacity = capacity
  
           def __setitem__(self, key, value):
               containsKey = 1 if key in self else 0
               if len(self) - containsKey >= self._capacity:
                   last = self.popitem(last=False)
                   print 'remove:', last
               if containsKey:
                   del self[key]
                   print 'set:', (key, value)
               else:
                   print 'add:', (key, value)
               OrderedDict.__setitem__(self, key, value)

• Counter:一个简单的计数器

• 例如，统计字符出现的个数：

       >>> from collections import Counter
       >>> c = Counter()
       >>> for ch in 'programming':
       ...     c[ch] = c[ch] + 1
       ...
       >>> c
       Counter({'g': 2, 'm': 2, 'r': 2, 'a': 1, 'i': 1, 'o': 1, 'n': 1, 'p': 1})

• Counter是dict的一个子类

base64

Base64是一种用64个字符来表示任意二进制数据的方法。

用记事本打开exe、jpg、pdf这些文件时，我们都会看到一大堆乱码，因为二进制文件包含很多无法显示和打印的字符，所以，如果要让记事本这样的文本处理软件能处理二进制数据，就需要一个二进制到字符串的转换方法。Base64是一种最常见的二进制编码方法。

Base64的原理很简单，首先，准备一个包含64个字符的数组：

['A', 'B', 'C', ... 'a', 'b', 'c', ... '0', '1', ... '+', '/']

然后，对二进制数据进行处理，每3个字节一组，一共是3x8=24bit，划为4组，每组正好6个bit