Python标准库
项目：使用核心Python标准模块（math、random、datetime、time、os）构建一个“工具包”。
01. 学习目标
通过本节课的学习，您将能够：
- 有效使用Python的内置标准库
- 使用
math进行数学运算 - 使用
random生成随机数 - 使用
datetime和time处理日期和时间 - 使用
os管理文件和文件夹
02. 问题场景
您正在开发一个小型自动化程序，需要进行数学计算、随机数据生成、时间管理和文件处理的工具——所有这些都不需要安装额外的库。
幸运的是，Python的标准库已经提供了您所需的一切。
03. 第一步 – math模块（数学运算）
提供平方根、幂、阶乘等数学函数，以及常数如π。
import math
print(math.sqrt(16)) # 平方根
print(math.pow(2, 3)) # 幂
print(math.factorial(5)) # 阶乘
print(math.pi) # 圆周率常数
print(math.ceil(3.2)) # 向上取整
print(math.floor(3.9)) # 向下取整04. 第2步 – 随机模块（随机数生成）
生成随机整数、选择或样本——对于游戏、模拟和测试非常有用。
import random
print(random.randint(1, 6)) # 随机整数 (1–6)
print(random.choice(["苹果", "香蕉", "葡萄"])) # 随机选择
print(random.sample(range(1, 46), 6)) # 彩票号码05. 第三步 – datetime 模块（日期和时间处理）
处理当前日期、格式转换和时间计算。
from datetime import datetime, timedelta
now = datetime.now()
print("现在:", now)d = datetime(2025, 1, 1, 9, 0)
print("特定日期：", d)
tomorrow = now + timedelta(days=1)
print("明天：", tomorrow)
date_str = "2025-09-11 18:30"
dt = datetime.strptime(date_str, "%Y-%m-%d %H:%M")
print("解析结果：", dt)
print(dt.strftime("%Y-%m-%d %H:%M"))
print(dt.strftime("%Y년 %m월 %d일 %H시 %M분"))
06. 第四步 – 时间模块（延迟和执行控制）
暂停程序或测量执行持续时间。
import time
print("等待 3 秒...")
time.sleep(3)
print("完成！")07. 第五步 – os 模块（操作系统交互）
管理文件、文件夹和路径。
import os
print("当前工作目录：", os.getcwd())
os.mkdir("test_folder")
os.rmdir("test_folder")08. 第六步 – 实践示例
示例 1：圆的面积计算器
import math
r = 5
area = math.pi * r**2
print("圆的面积:", area)示例 2：乐透号码生成器
import random
lotto = random.sample(range(1, 46), 6)
print("乐透号码：", lotto)
示例 3：今天的日期格式化器
from datetime import datetime
today = datetime.today()
print("今天：", today.strftime("%Y-%m-%d"))09. 第7步 – 小项目：实用工具包
将所有模块组合成一个有用的“实用工具包”。
import math, random, time, os
from datetime import datetime
print("--- 工具包 ---")
# 1. 数学
r = 4
print("圆的面积:", math.pi * r**2)
# 2. 随机数
numbers = random.sample(range(1, 46), 6)
print("随机数字：", numbers)
# 3. 日期与时间
print("现在：", datetime.now().strftime("%Y-%m-%d %H:%M"))
# 4. 延迟示例
print("处理中...")
time.sleep(2)
print("完成！")
# 5. 操作系统
print("当前文件夹:", os.getcwd())输出示例:
--- 实用工具包 ---
圆的面积: 50.26548245743669
随机数字: [8, 21, 34, 45, 12, 3]
现在: 2025-10-04 16:10
正在处理...
完成!
当前文件夹: /Users/sabin/projects10. 反思
您已经学习了如何：
- 使用核心模块（
math、random、datetime、time、os） - 格式化和计算日期
- 生成随机序列和延迟
- 安全地与您的文件系统交互
- 仅使用内置的 Python 功能构建一个完整的实用工具包
