python学习之基本库/第三方库的认识和学习

        python之所以获得今天的知名度除了除了简介明了的语法便于记忆学习外，更支持它走到今天的便是它那丰富的生态，也就是python中丰富的库。

        python的库作用繁多，可以应用于数据分析、深度学习、绘图、web开发等方方面面的功能。

        python的第三方库资料繁多，知识点复杂，这里不做过多的内容阐述，想深入了解的可以参考这个网站：Python 标准库 — Python 3.13.7 文档

        接下来我们就简单的python第三方库的介绍和使用

        相关代码已经提交至作者的个人gitee：楼田莉子/Python 学习喜欢请支持一下谢谢

目录

导入一个模块

标准库

        代码示例1：日期计算

        力扣习题：字符串中的单词翻转

        力扣习题：旋转字符串

代码思路

3、统计是给定字符串前缀的字符串个数

        代码示例2：文本检查工具

第三方库

        pip

        示例：二维码生成

        在 PyPI 上搜索 qrcode

        示例：excel操控脚本

        示例：程序员鼓励机

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导入一个模块

        我们将使用如下的代码来导入一个模块，其作用类似于C/C++中包含头文件

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

标准库

        代码示例1：日期计算

        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

        datetime库的介绍：datetime — 基本日期和时间类型 — Python 3.13.7 文档

import datetimedate1 = datetime.datetime(2006, 8, 3)
date2 = datetime.datetime(2025, 7, 12)
print(date2-date1)

        结果为：

        力扣习题：字符串中的单词翻转

        题目链接：LCR 181. 字符串中的单词反转 - 力扣（LeetCode）

        ​

        C++版本

class Solution {
public:string reverseMessage(string message) {string ret;int n=message.size();for(int i=n-1;i>=0;i--){if(message[i]!=' '){int right=i;while(i>=0&&message[i]!=' '){i--;}ret+=message.substr(i+1,right-i)+" ";}}return ret.substr(0,ret.size()-1);}
};

        力扣习题：旋转字符串

        题目链接：796. 旋转字符串 - 力扣（LeetCode）

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C++版本

代码思路

该题解代码采用模拟所有可能旋转位置的方式进行检查。主要步骤包括：

1. 长度检查：如果 s 和 goal 长度不同，直接返回 false，因为旋转无法改变字符串长度。

2. 模拟旋转：通过两层循环模拟所有可能的旋转位置：

   • 外层循环遍历每个可能的旋转起始位置 i（从 0 到 n-1），表示旋转后字符串从原字符串的第 i 个字符开始。

   • 内层循环检查从位置 i 开始的旋转字符串是否与 goal 完全匹配。这里使用取模运算 (i + j) % n 来模拟循环访问字符串 s 的字符，确保索引不会越界。

3. 提前终止：在内层循环中，一旦发现不匹配的字符，立即终止当前旋转位置的检查，继续尝试下一个位置，以优化性能。

4. 返回结果：如果找到匹配的旋转位置，返回 true；否则，返回 false。

   class Solution {
   public:bool rotateString(string s, string goal) {int m = s.size(), n = goal.size();// 步骤1: 检查长度是否相等，不等则直接返回falseif (m != n) {return false;}// 步骤2: 外层循环，遍历所有可能的旋转起始位置ifor (int i = 0; i < n; i++) {bool flag = true; // 初始化标志位，假设当前旋转位置匹配// 内层循环，检查从位置i开始的旋转字符串是否与goal匹配for (int j = 0; j < n; j++) {// 使用取模运算模拟循环访问s的字符: // 从i开始，依次访问s[i], s[i+1], ..., s[n-1], s[0], s[1], ... if (s[(i + j) % n] != goal[j]) {flag = false; // 发现不匹配字符，设置标志位为falsebreak; // 提前终止内层循环，继续下一个旋转位置}}// 如果当前旋转位置完全匹配，返回trueif (flag) {return true;}}// 所有旋转位置都不匹配，返回falsereturn false;}
   };

   python版本

   给定的Python代码采用了一种高效且巧妙的解法：

5. 长度检查：首先比较字符串 s 和 goal 的长度。如果长度不相等，那么 s 不可能通过旋转得到 goal，直接返回 False。这是因为旋转操作不会改变字符串的长度。

6. 子串检查：如果长度相等，则将字符串 s 与自身连接，形成新字符串 s + s，然后检查 goal 是否是 s + s 的子串。这是因为 s + s 包含了 s 的所有可能旋转结果。例如，如果 s = "abcde"，则 s + s = "abcdeabcde"，其中包含了所有旋转版本："abcde"、"bcdea"、"cdeab"、"deabc"、"eabcd"。因此，如果 goal 是这些旋转结果之一，它一定会出现在 s + s 中。

class Solution:def rotateString(self, s: str, goal: str) -> bool:# 首先检查s和goal的长度是否相等，如果不相等，直接返回Falseif len(s) != len(goal):return False# 然后检查goal是否是s+s的子串。如果是，说明s可以通过旋转得到goal，返回True；否则返回Falsereturn goal in (s + s)

3、统计是给定字符串前缀的字符串个数

        C++版本

        哈希表：

        存前缀获取单词

1. 统计words中每个单词出现的次数；
2. 获取s的每一个前缀，从cnts中获取这个前缀的个数；

class Solution {
public:int countPrefixes(vector<string>& words, string s) {int n=s.size();int ret=0;string pre;unordered_map<string ,int> hash;for(auto&x:words){hash[x]++;}for(int i=0;i<n;i++){pre=s.substr(0,i+1);//截取字符串前端ret+=hash[pre];}return ret;}
};

        python版本

        遍历words字符串，然后取出所有字符串。判断s是否以它为开头

        可以用startswith方法

class Solution:def countPrefixes(self, words: List[str], s: str) -> int:count =0for word in words:if s.startswith(word):#判断是否为s开头#s是以word为开头count+=1return  count

        代码示例2：文本检查工具

        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 ，通过循环即可实现目录的递归遍历.

        os库的文档：os — 其他作系统接口 — Python 3.13.7 文档

        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)

#实现一个文件查找功能
#输入要查找的路径，输入要查找的文件名的一部分
#自动再指定路径中查找
import os
inputPath=input("请输入要搜索的路径>")
pattern=input("请输入要搜索的关键词>")
#对目录进行遍历
#递归遍历查找。进入目录内查找
for dirpath,dirnames,filenames in os.walk(inputPath):
# dirpath：遍历对应的路径是什么
# dirnames：当前目录下有哪些目录
# filenames：当前目录下有哪些文件（一个列表包含多个文件）
# os.walk每次调用都能自动的针对子目录进行递归的操作，只需要使用下述循环把所有路径都获取来print('__________________')print(f'dirpath>{dirpath}')print(f'dirnames>')for names in dirnames:print(names)print(f'filenames>')for names in filenames:print(names)

        测试结果：

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 程序猿的智慧, 可以说是几乎无穷无尽.

        问题来了, 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?可以针对于具体的项目和需求，利用搜索引擎和AI来搜索

        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.

        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.

        Python 官方提供了一个网站PyPI：PyPI ·Python 包索引

        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.

        如果安装的时候勾选：

        那么pip默认可以使用

        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。

        则说明没有正确的把 pip 加入到 PATH 中, 可以手动把 pip 所在的路径加入到 PATH 环境变量中。可以参考这位大佬的博客：windows环境下面配置pip环境变量 - 简书

        或者卸载重装 Python, 记得勾上上述选项, 也许是更简单的办法.

        使用以下命令, 即可安装第三方库

pip install [库名]

        注意: 这个命令需要从网络上下载, 使用时要保证网络畅通.安装成功后, 即可使用 import 导入相关模块, 即可进行使用.

        注意: 如果使用 pip 安装完第三方库之后, 在 PyCharm 中仍然提示找不到对应的模块, 则检查 Settings -> Project -> Python Interpreter , 看当前 Python 解释器设置的是否正确. (如果一个机器上安装了多个版本的 Python, 容易出现这种情况).
        

        示例：二维码生成

        二维码本质上就是一段字符串

        可以使用字符串生成二维码片

        生活中用的更多是一个URL（网站）

        推荐使用qrcode第三方库

        在 PyPI 上搜索 qrcode

        二维码 ·PyPI的

        文档开头描述了如何安装 qrcode

        在Windows的cmd和Linux中

pip install qrcode

        页面中央位置描述了 qrcode 库的使用方法

import qrcode
img=qrcode.make("我是春华礼奈")
img.save(r'C:\Users\15699\Pictures\Camera Roll\qrcode.png')

        示例：excel操控脚本

        操控excel的第三方库是十分多的，这里列举一部分

库名称	主要特点	官方网站
xlwings	功能强大，支持与 Excel 交互（可调用 VBA），能进行单元格格式修改，与 Matplotlib 和 Pandas 无缝连接	https://www.xlwings.org/
openpyxl	专用于读写 .xlsx 格式，支持精细的单元格操作、公式、图表等	https://openpyxl.readthedocs.io
pandas	强大的数据分析工具，适合大数据量的读取、处理和分析，API 简洁	https://pandas.pydata.org/ (中文文档：https://www.pypandas.cn)
xlsxwriter	专注于写入 .xlsx 文件，支持丰富的格式和图表	https://xlsxwriter.readthedocs.io/
xlrd	用于从 旧版 Excel (.xls) 读取数据和格式化信息	http://xlrd.readthedocs.io/
xlwt	用于向旧版 Excel (.xls) 写入数据和格式化信息	https://xlwt.readthedocs.io/
xlutils	提供一系列处理 Excel 文件的工具，依赖于 xlrd 和 xlwt	http://xlutils.readthedocs.io/
python-docx	虽然主要用于操作 Word，但有时也可间接处理 Excel 数据（需注意其核心功能是 Word）	https://python-docx.readthedocs.io/

        读取excel可以使用xlrd模块。文档地址：XLRD — XLRD 2.0.1 文档

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

        安装xlrd：

pip install xlrd==1.2.0

        在终端敲入这个回车后就可以安装

        测试excel的文档：

        

        

import xlrd
#打开文件.xlsx
xlsx=xlrd.open_workbook("成绩单.xlsx")
#获取指定标签页
table=xlsx.sheet_by_index(0)
#获取表格中多少行
nrows=table.nrows
print(f'nrows={nrows}')
#循环获统计操作
total=0#总分
count=0#同学人数
average=0#平均分
for i in range(0,nrows):#获取同学IDclass_ID=(table.cell_value(i, 1))if class_ID==1:total+=table.cell_value(i,2)count+=1
print(f'平均分为：{total/count}')

        结果为：

        

        示例：程序员鼓励机

        监听键盘按键, 每按键 20 下, 就自动播放一个音频, 鼓励一下辛苦搬砖的自己.
        1) 安装第三方依赖

        pynput 用于监听键盘按键. 注意版本不要用最新.

        playsound 用于播放音频.

pip install pynput==1.6.8
pip install playsound==1.2.2

        使用 from import 的格式直接导入模块中的指定对象/函数.

        使用keybroad_listener来监听按键，其中on_release会在释放的时候被调用

        使用listener.start启动监听器。为了防止直接推出，使用listen.join等待用户按键

        使用count来计数，每隔20次调用playsound播放音频

        优化：利用多线程来优化

        关于多线程的知识, 在此处不详细介绍.

        使用 threading.Thread 引入多线程类.使用 Thread 的构造函数来构造一个线程. target 表示线程要执行的任务, args 表示 target 中

        要调用函数的参数.

        使用 Thread.start() 启动线程.

from pynput import keyboard
from playsound import playsound
from threading import Thread
count = 0
def on_release(key):print(key)global countcount += 1if count % 10 == 0:t = Thread(target=playsound, args=('ding.mp3',))t.start()#playsound('ding.mp3')
listener = keyboard.Listener(on_release=on_release)
listener.start()
listener.join()

        

        本期内容到这里就结束了。python的第三方库是十分繁多内容丰富、功能强大的，本篇片是一个入门。如果你喜欢的话请给我点个赞谢谢

封面图自取：

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