python常用模塊（random，hashlib，os，sys）

random

random模塊用于獲取隨機數，一下random模塊中常用的函數：

# 返回 (0,1) ，float類型
random.random()  

# 返回 [1,3]，int 類型
random.randint(1, 3)

# 返回 [1,3)，int 類型
random.randrange(1, 3)  

# 隨機獲取列表中的一個元素
random.choice([3,4,5,2,1, 'kitty'])   

# 隨機獲取列表中的2個元素，以列表的形式返回
random.sample([3,4,5,2,1, 'kitty'], 2)   

# 返回[1,3]，float類型
random.uniform(1,3)     

# 隨機打亂 類表lst 中的元素順序
lst = [111,222,333,444]
random.shuffle(lst) 

示例（隨機獲取驗證碼），5位驗證碼，包含整數，大小寫字母~

def valdate_code():
    res = ''
    for i in range(5):
        num = random.randint(0, 9)
        alpha_lower = chr(random.randint(97, 122))    # 小寫字母
        alpha_upper = chr(random.randint(65, 90))     # 大寫字母
        s = random.choice([str(num), alpha_lower, alpha_upper])
        res += s

    return res

調用結果：
8Rj0x
306GX
...

hashlib

hashlib模塊提供了常見的摘要算法，如MD5，SHA1等。
摘要算法是指 通過一個函數，將任意長度的數據轉換為一個固定長度的字符串，通常用16進制的字符串表示~

import hashlib

md5_obj = hashlib.md5()
md5_obj.update(b"hello world")
print(md5_obj.hexdigest())           # 5eb63bbbe01eeed093cb22bb8f5acdc3

# 現在對hello world改變一個字母
md5_obj.update(b"hello World")
print(md5_obj.hexdigest())           # 4245dd40eaf3111caa3c8f9e3ceeed3c

數據由 'hello world' 改成 'hello World'，獲取的摘要信息完全不相同。所以摘要算法一般用于提取數據的特征碼。

摘要函數是一個單向函數，通過數據計算出其特征碼很容易，但是要根據特征碼反推出數據卻很困難。通過從數據中提取出的特征碼可以判斷數據是否被篡改過~

若現在要獲取一個大文件的特征碼，可以每讀取一行，對這一行的數據進行一次update()，到最后再進行特征碼的計算，示例如下：

import hashlib

md5_obj = hashlib.md5()
with open(file='/Users/luyi/tmp/passwd', mode='r', encoding='utf-8') as f:
    for line in f:
        md5_obj.update(line.encode('utf-8'))

print(md5_obj.hexdigest())

Tip：在python3中，傳遞給update的參數必須是 bytes 類型。python3中字符串默認使用 unicode 形式保存在內存中，需要將 unicode 形式的字符串 encode 為 bytes 類型再進行操作~

?
上述示例中使用的摘要算法都是md5，md5是常見的摘要算法，生成速度快，生成的結果是一個固定的128 bit字節，通常用一個32位的16進制字符串表示。除了md5還有一種摘要算法sha1，調用sha1的方式與調用md5類似，sha1的結果是160 bit字節，通常用一個40位的16進制字符串表示。

import hashlib

sha1_obj = hashlib.sha1()
sha1_obj.update(b'hello world')
sha1_obj.update(b'hello kitty')
print(sha1_obj.hexdigest())      # 563258876190465d493543b96306a92164ac7e62

除了md5，sha1算法，還有 sha256 和 sha512，這兩個摘要算法獲取的摘要長度更長，更安全，但是計算的速度會更慢~

?
獲取數據的特征碼，數據的長度是任意的，但是獲取的特征碼（摘要信息）的長度是固定的，那就有可能出現這種情況，兩個不一樣的數據，提取的特征碼是一致的，這種情況稱為碰撞，只是發生的概率不大~

摘要算法還通常用于密碼的保存，密碼先進行單向加密后，然后再保存到數據庫中。當需要驗證密碼時，將用戶輸入的密碼也進行單向加密，然后和數據庫中存儲的進行比對~
?
但是這樣就又有一個問題，若用戶設置的密碼過于簡單，例如很多人會使用 '123456'，'admin'，'password'這樣的密碼，若公司存放用戶信息的表丟失，嘿客可以事先計算出這些簡單密碼的md5值，然后與表中加密后的密碼進行比對，這樣部分用戶的密碼就會被嘿客獲取。

e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e  123456
21232f297a57a5a743894a0e4a801fc3   admin
5f4dcc3b5aa765d61d8327deb882cf99  password

?
解決的方法就是，對原始的密碼“加鹽操作”。即對原始的密碼再加上其特有的字符串，例如將用戶的密碼再加上其用戶名，然后再進行單項加密操作~，這樣即使用戶使用的密碼相同，加上用戶名后獲取的摘要信息也不會相同~

import hashlib

md5_obj = hashlib.md5(b'kitty')     # 在這里進行加鹽
md5_obj.update(b"123456")
print(md5_obj.hexdigest())

os

os 模塊是與操作系統交互的一個接口
常用方法如下：

os.getcwd()  # 獲取當前工作目錄，即當前python腳本工作的目錄路徑
os.chdir("dirname")  # 改變當前腳本工作目錄；相當于shell下cd
os.curdir  # 返回當前目錄: ('.')
os.pardir  # 獲取當前目錄的父目錄字符串名：('..’)

os.makedirs('dirname1/dirname2')    # 可生成多層遞歸目錄
os.removedirs('dirname1')    # 若目錄為空，則刪除，并遞歸到上一級目錄，如若也為空，則刪除，依此類推
os.mkdir('dirname')    # 生成單級目錄；相當于shell中mkdir dirname
os.rmdir('dirname')    # 刪除單級空目錄，若目錄不為空則無法刪除，報錯；相當于shell中rmdir dirname
os.listdir('dirname')    #列出指定目錄下的所有文件和子目錄，包括隱藏文件，并以列表方式打印
os.remove()  # 刪除一個文件
os.rename("oldname","newname")  # 重命名文件/目錄，注意若文件未打開狀態，則無法rename

os.stat('path/filename')  # 獲取文件/目錄信息
os.sep    # 輸出操作系統特定的路徑分隔符，win下為"\\",Linux下為"/"
os.linesep    # 輸出當前平臺使用的行終止符，win下為"\t\n",Linux下為"\n"
os.pathsep    # 輸出用于分割文件路徑的字符串 win下為;,Linux下為:
os.name    # 輸出字符串指示當前使用平臺。win->'nt'; Linux->'posix'
os.system("bash command")  # 運行shell命令，直接顯示
os.environ  # 獲取系統環境變量

os.path.abspath(path)  # 返回path規范化的絕對路徑
os.path.split(path)  # 將path分割成目錄和文件名二元組返回
os.path.dirname(path)  # 返回path的目錄。其實就是os.path.split(path)的第一個元素
os.path.basename(path)  # 返回path最后的文件名。如何path以／或\結尾，那么就會返回空值。即os.path.split(path)的第二個元素
os.path.exists(path)  # 如果path存在，返回True；如果path不存在，返回False
os.path.isabs(path)  # 如果path是絕對路徑，返回True
os.path.isfile(path)  # 如果path是一個存在的文件，返回True。否則返回False
os.path.isdir(path)  # 如果path是一個存在的目錄，則返回True。否則返回False
os.path.join(path2[, path3[, ...]])  # 將多個路徑組合后返回，第一個絕對路徑之前的參數將被忽略
os.path.getatime(path)  # 返回path所指向的文件或者目錄的最后訪問時間
os.path.getmtime(path)  # 返回path所指向的文件或者目錄的最后修改時間
os.path.getsize(path)   # 返回path的大小

經常會使用的就如下幾個：

os.remove()
os.path.abspath(path)
    os.path.abspath(__file__)   # 獲取當前執行腳本的路徑
os.path.dirname(path) 
os.path.basename(path) 
os.path.exists(path) 
os.path.isfile(path)
os.path.isdir(path)
os.path.join(path2[, path3[, ...]]) 
    os.path.join('/','etc', 'passwd')   # /etc/passwd
os.path.getsize(path)
    os.path.getsize('/etc/passwd')   # 6804，單位字節

os.access() 用法

os.access() 用來檢測指定路徑的訪問權限~

語法：os.access(path, mode);

 - path：用來檢測的路徑，可以是目錄，也可以是文件~
 - mode：
     - os.F_OK: 測試path是否存在。
     - os.R_OK: 測試path是否可讀。
     - os.W_OK: 測試path是否可寫。
     - os.X_OK: 測試path是否可執行。

 
示例：

import os

# 判斷目錄是否存在
res = os.access("/tmp", os.F_OK)
print "F_OK - %s"% res

# 判斷文件是否存在
res = os.access("/tmp/abc", os.F_OK)
print "F_OK - %s"% res

# 判斷目錄是否可讀
res = os.access("/tmp", os.R_OK)
print "R_OK - %s"% res

# 判斷文件是否可讀
res = os.access("/tmp/abc", os.R_OK)
print "R_OK - %s"% res

# 判斷文件是否可寫
res = os.access("/tmp/abc", os.W_OK)
print "W_OK - %s"% res

# 判斷文件是否可執行
res = os.access("/tmp/abc", os.X_OK)
print "X_OK - %s"% res

# 執行結果：
F_OK - True
F_OK - True
R_OK - True
R_OK - True
W_OK - True
X_OK - False

sys

os 模塊是和操作系統交互的模塊，這里的sys是和python解釋器交互的模塊
列出常用方法即可

sys常用的方法如下：

sys.argv           # 命令行參數，以List形式返回，第一個元素是程序本身路徑
sys.exit(n)        # 退出程序，正常退出是exit(0)，參數為返回碼
sys.version        # 獲取Python解釋程序的版本信息
sys.maxint         # 最大的Int值
sys.path           # 返回模塊的搜索路徑，初始化時使用PYTHONPATH環境變量的值
sys.platform       # 返回操作系統平臺名稱
sys.getdefaultencoding()    # 獲取系統當前默認編碼，python2默認為ascii，python3默認為utf-8。
sys.setdefaultencoding()     # python2中設置系統默認編碼，執行dir（sys）時不會看到這個方法，在解釋器中執行不通過，需要先執行reload(sys)，再進行設置。python3中沒有此方法，也不能reload(sys)~

sys.getfilesystemencoding()  # 獲取文件系統使用編碼方式，Windows下返回'mbcs'，mac下返回'utf-8'.

sys.stdin,sys.stdout,sys.stderr  # stdin , stdout , 以及 stderr 變量包含與標準 I/O 流對應的流對象. 如果需要更好地控制輸出，而 print 不能滿足要求, 可以使用stdin , stdout , stderr 替換。這時候可以重定向輸出或者輸入到其它設備( device )，或者以非標準的方式處理它們~

sys.argv

通過命令行運行Python程序時，命令行的執行文件 及參數會以列表的形式存放在 sys.argv 變量中~

sys_test.py文件內容如下：
import sys
print(sys.argv)

命令行執行：
?  ~ python ~/tmp/sys_test.py 1 2 3 4 5 6
['/Users/luyi/tmp/sys_test.py', '1', '2', '3', '4', '5', '6']

sys.exit(n)

程序執行完成后，python解釋器自動退出，若由于某些原因需要在中途退出，可以使用 sys.exit(n) ，參數n 可指定退出時的狀態碼，一般n=0表示正常退出，其他數值（1-127）為非正常退出~

示例：

# 執行如下內容的py文件
import sys
sys.exit(2)

?  tmp python sys_test.py 
?  tmp echo $?
2                                # 狀態返回碼為 2

程序的中途退出也可以使用 SystemExit 進行捕獲，在 except 中完成退出之前必要的事項

print('start...')
try:
    sys.exit(1)
except SystemExit:
    print('end...')
    sys.exit(0)

print('contimue')

# 輸出結果：
start...
end...

sys.path

sys.path 是一個列表，里面存放的是模塊的搜索路徑。若需要使用的模塊不在這些路徑中，可以直接將路徑添加到這個變量中，程序中的 import 就能正確導入該模塊~

>>> import sys
>>> sys.path
['', '/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.6/lib/python36.zip', '/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.6/lib/python3.6', '/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.6/lib/python3.6/lib-dynload', '/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.6/lib/python3.6/site-packages']

sys.getdefaultencoding()，sys.setdefaultencoding()

當 python程序中涉及到 unicode類型 和 編碼的字符串 相互轉換時 (python2 中為 str 類型 與 unicode類型相互轉換，python3中為 str類型 和 bytes類型 之間的相互轉換，這一塊的詳細內容可參見 https://blog.51cto.com/ljbaby/2164480 ) 就會使用getdefaultencoding輸出的編碼進行轉換~

python2中默認編碼為 ascii，python3中默認編碼為 utf-8 ~

# python2
import sys
print sys.getdefaultencoding()

輸出結果：
ascii

# python3
import sys
print(sys.getdefaultencoding())

輸出結果：
utf-8

python3中，當str類型（python3中字符串一律使用unicode存放）和 bytes類型 合并時，會直接報錯：

x = '你好,'                        # str類型
y = '貝貝'.encode('utf-8')        # bytes類型
print(x + y)

報錯信息：
TypeError: must be str, not bytes

但是在python2中，這個過程可以進行，Python解釋器會自動把 str 轉換成 unicode 再進行運算，運算結果也都是 unicode類型，在Python解釋器自動將 str 轉成 unicode時，由于沒有具體指定使用哪種編碼進行轉碼，所以python解釋器就會默認使用 getdefaultencoding中的編碼，python2中默認編碼是ascii，于是就出現如下錯誤：

x = u'你好,'
y = '貝貝'
print x + y

錯誤信息：
UnicodeDecodeError: 'ascii' codec can't decode byte 0xe8 in position 0: ordinal not in range(128)

設置一下默認編碼，就可以正常輸出：

# -*- coding: utf-8 -*-

import sys
reload(sys)
sys.setdefaultencoding('utf-8')
x = u'你好,'
y = '貝貝'
print x + y

輸出結果：
你好,貝貝

Tip：這個經常在 python2 中使用，python3中沒有這樣的操作，sys不能 reload，也沒有 setdefaultencoding 方法~，python3中默認編碼為utf-8，也不需要修改~

.................^_^