【Python】使用库 -- 详解

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库就是别人已经写好了的代码，可以让我们直接拿来用。

一个编程语言能不能流行起来，一方面取决于语法是否简单方便容易学习，一方面取决于生态是否完备。所谓的 “生态” 指的就是语言是否有足够丰富的库，来应对各种各样的场景。在实际开发中，也并非所有的代码都自己手写，而是要充分利用现成的库，简化开发过程。

按照库的来源，可以大致分成两大类：

1. 标准库：Python 自带的库。只要安装了 Python 就可以直接使用。
2. 第三方库：其他人实现的库。要想使用，需要额外安装。

我们自己也可以实现 “第三方库” 发布出去，交给别人来使用。

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一、标准库

1、认识标准库

Python 自身内置了非常丰富的库。

在 Python 官方文档上可以看到这些库的内容：

The Python Standard Library — Python 3.10.13 documentation

• 内置函数（如 print，input 等)
• 内置类型（针对 int，str，bool，list，dict 等类型内置的操作）
• 文本处理
• 时间日期
• 数学计算
• 文件目录
• 数据存储（操作数据库，数据序列化等）
• 加密解密
• 操作系统相关
• 并发编程相关（多进程，多线程，协程，异步等）
• 网络编程相关
• 多媒体相关（音频处理，视频处理等）
• 图形化界面相关
• .... ...

不需要把这些库的内容都背下来，只要大概知道里面有什么，需要用的时候能够找到即可。

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2、使用 import 导入模块

使用 import 可以导入标准库的一个模块。

import [模块名]

所谓 “模块”，其实就是一个单独的 .py 文件。

使用 import 语句可以把这个外部的 .py 文件导入到当前 .py 文件中，并执行其中的代码。

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3、日期计算（代码示例）

输入任意的两个日期，计算两个日期之间隔了多少天。

• 使用 import 语句导入标准库的 datetime 模块
• 使用 datetime.datetime 构造两个日期，参数使用 “年，月，日” 这样的格式。
• 两个日期对象相减，即可得到日期的差值。

关于 datetime 的更多操作，可以参考官方文档：

datetime — Basic date and time types — Python 3.12.4 documentation

字符串是 Python 的内置类型，字符串的很多方法不需要导入额外的模块，即可直接使用。

（1）剑指offer 58 —— 翻转单词顺序

对应题目链接：151. 反转字符串中的单词 - 力扣（LeetCode）

输入一个英文句子，翻转句子中单词的顺序，但单词内字符的顺序不变。为简单起见，标点符号和普通字母一样处理。例如输入字符串 "I am a student. "，则输出 "student. a am I"。

• 使用 str 的 split 方法进行字符串切分，指定空格为分隔符，返回结果是一个列表。
• 使用列表的 reverse 方法进行逆序。
• 使用 str 的 join 方法进行字符串拼接，把列表中的内容进行合并。

def reverseWords(s):
    tokens = s.split()
    tokens.reverse()
    return ' '.join(tokens)

print(reverseWords('I am a student.'))

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（2）leetcode 796 —— 旋转字符串

对应题目链接：796. 旋转字符串 - 力扣（LeetCode）

给定两个字符串，s 和 goal。如果在若干次旋转操作之后，s 能变成 goal，那么返回 true。

s 的旋转操作就是将 s 最左边的字符移动到最右边。例如，若 s = 'abcde'，再旋转一次之后结果就是 'bcdea' 。

• 使用 len 求字符串的长度。如果长度不相同，则一定不能旋转得到。
• 将 s 和自己进行拼接，然后直接使用 in 方法来判定 goal 是否是 s + s 的子串。

def rotateString(s, goal):
    return len(s) == len(goal) and goal in s + s

print(rotateString('abcde', 'cdeab'))

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（3）leetcode 2255 —— 统计是给定字符串前缀的字符串数目

 对应题目链接：2255. 统计是给定字符串前缀的字符串数目 - 力扣（LeetCode）

给你一个字符串数组 words 和一个字符串 s，其中 words[i] 和 s 只包含小写英文字母。请你返回 words 中是字符串 s 前缀 的 字符串数目 。

一个字符串的 前缀 是出现在字符串开头的子字符串。子字符串 是一个字符串中的连续一段字符序列。

• 依次遍历 words 中的字符串。
• 直接使用字符串的 startswith 方法即可判定当前字符串是否是 s 的前缀。

def countPrefixes(words, s):
    res = 0   # 符合要求字符串个数
    for word in words:
        if s.startswith(word):
            res += 1
    return res

print(countPrefixes(["a","b","c","ab","bc","abc"], "abc"))

关于字符串的更多操作，参考官方文档：

Built-in Types — Python 3.12.4 documentation

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（4）文件查找工具（代码示例）

指定一个待搜索路径，同时指定一个待搜索的关键字。

在待搜索路径中查找是否文件名中包含这个关键字。

• 使用 os.walk 即可实现目录的递归遍历。

• os.walk 返回一个三元组，分别是当前路径，当前路径下包含的目录名（多个），当前路径下包含的文件名（多个）。

os.walk 每次调用都能自动的去针对子目录进行递归的操作，只需要使用上述循环就可以把所有的路径都获取出来。

关于 os 模块的更多操作，参考官方文档：

os — Miscellaneous operating system interfaces — Python 3.12.4 documentation

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二、第三方库

1、认识第三方库

第三方库就是别人已经实现好了的库，我们可以拿过来直接使用。

虽然标准库已经很强大了，但是终究是有限的。而第三方库可以视为是集合了全世界 Python 程序员的智慧，可以说是几乎无穷无尽。

当我们遇到一个需求场景的时候，如何知道、该使用哪个第三方库呢？

就需要用到下面几个网站了：

当我们确定了该使用哪个第三方库之后，就可以使用 pip 来安装第三方库了。

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2、使用 pip

pip 是 Python 内置的包管理器，所谓包管理器就类似于我们平时使用的手机 app 应用商店一样。

第三方库有很多，是不同的人、不同的组织实现的。为了方便大家整理，Python 官方提供了一个网站 PyPI https://pypi.org/ 来收集第三方库。其他大佬写好的第三方库也会申请上传到 PyPI 上，这个时候就可以方便的使用 pip 工具来下载 PyPI 上的库了。

pip 在我们安装 Python 的时候就已经内置了，无需额外安装。

pip 是一个可执行程序，就在 Python 的安装目录中。打开 cmd，直接输入：pip。如果显示以下帮助信息，说明 pip 已经准备就绪。

如果最开始按照要求在安装 Python 的时候勾选了：

那么 pip 就是默认可用的。

如果提示：

'pip' 不是内部或外部命令，也不是可运行的程序或批处理文件。

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 （4）编写代码

按照文档给出的示例，模仿一段代码：

运行完毕后得到结果如下：

使用微信或者其他工具扫码，即可看到二维码内容。

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4、操作 Excel（代码示例）

读取 excel 可以使用 xlrd 模块，文档地址：xlrd — xlrd 2.0.1 documentation

修改 excel 可以使用 xlwt 模块，文档地址：xlwt documentation — xlwt 1.3.0 documentation

此处以 xlrd 为例，演示 Excel 的基本操作。

需求有如下 Excel 表格 d:/test.xlsx

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