Python标准库：时间与随机数全解析

        Python标准库是Python语言自带的模块和包集合，无需额外安装即可使用。它涵盖了文件操作、系统交互、网络通信、数据处理等核心功能，是Python开发的基础工具。我们可以直接通过import *** 来导入。下面我来介绍其中的time（时间）库，random（随机）库，re（正则化）库。

一 time库

1 time.time()时间戳

     time.time()获取的是当前时间与1970年1月1日0时0分0秒的时间差。1970纪元后经过的浮点秒数

import time
time1=time.time()
print(time1)

        这里返回 1752060161.2916129，可见精度特别高.

    我们还可以通过这个来测试我们的程序运行时间，后期可以用来对比程序的好坏。

import time
start=time.time()
q=1
for i in range(1000000):q=q+1
end=time.time()
print('起始时间：',start)
print('结束时间：',end)
print('花费时间：',end-start)

运行结果

2 .获取时间的库

这里有三个函数可以获取时间，分别是localtime(),gmtime(),ctime()。他们获取的格式不同，下面我来一一举例来看。

        localtime()这个函数默认是返回本地北京时间，但可以传入参数（时间戳），下面举例

import time
a=time.localtime()
print(a)
print(list(a))
print(time.localtime(1752060161.2916129))

运行结果

以下面格式输出

tm_year（年）tm_mon（月）tm_dday（日）tm_hour（时）tm_min（分）tm_sec（秒）tm_wday（一周中的第几天，从0开始的）tm_yday（一个月中的第几天）isdst是否为夏令时（0代表非夏令时，1代表夏令时）

        gmtime()这个函数用于获取世界标准时间，也和 localtime()一样，默认是返回表准时间，但可以传入参数（时间戳）

import time
a=time.gmtime()
print(a)
print(list(a))
print(time.gmtime(1752060161.2916129))

 运行结果：（参数含义和上面相同，只是时间不一样差8小时）

        ctime()用于获取字符串形式的时间，也和 localtime()一样，默认是返回本地时间，但可以传入参数（时间戳）

import time
a=time.ctime()
print(a)
print(time.ctime(1752060161.2916129))

 运行结果：以 星期 月 日期 小时：分钟：秒 年份这种形式返回，比较符合西方人的格式。

3 时间格式转换

mktime用于将本地时间的 struct_time 对象转换为时间戳（自 1970 年 1 月 1 日以来的秒数）。

import time# 创建一个 struct_time 对象（本地时间）
time_tuple = (2023, 10, 5, 12, 30, 45, 0, 278, -1)# 使用 mktime 转换为时间戳
timestamp = time.mktime(time_tuple)
print("时间戳:", timestamp)# 将时间戳转换回可读时间
local_time = time.localtime(timestamp)
print("本地时间:", time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", local_time))

strftime 用于将时间对象格式化为字符串

import time# 获取当前时间的时间元组
current_time = time.localtime()# 格式化为字符串
formatted_time = time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", current_time)
print(formatted_time)  # 输出类似：2023-10-05 15:30:45

strptime用于将字符串解析为时间对象

import time# 时间字符串
time_string = "2023-10-05 15:30:45"# 解析为时间元组
parsed_time = time.strptime(time_string, "%Y-%m-%d %H:%M:%S")
print(parsed_time)  # 输出：time.struct_time(tm_year=2023, tm_mon=10, tm_mday=5, tm_hour=15, tm_min=30, tm_sec=45, ...)

常用格式化符号

• %Y：四位数的年份（如 2023）
• %m：两位数的月份（01-12）
• %d：两位数的日期（01-31）
• %H：24 小时制的小时（00-23）
• %M：分钟（00-59）
• %S：秒（00-59）

4 时间休眠

time库中有sleep可以控制程序休眠

import time
start=time.time()
time.sleep(2)
end=time.time()
print('起始时间：',start)
print('结束时间：',end)
print('花费时间：',end-start)

可见这里函数停顿了两秒 

二 随机库 random

Python 中的 random 模块提供了生成伪随机数的功能，广泛应用于模拟、游戏、密码学等领域。该模块包含多种方法，可用于生成随机整数、浮点数、序列操作等。

常用方法及实例代码

生成随机浮点数

random.random() 生成一个 [0.0, 1.0) 范围内的随机浮点数。

import random
print(random.random())  # 输出示例: 0.5488135039273248

生成指定范围的随机整数

random.randint(a, b) 生成一个 [a, b] 范围内的随机整数。

import random
print(random.randint(1, 10))  # 输出示例: 7

生成指定范围内的随机浮点数

random.uniform(a, b) 生成一个 [a, b] 范围内的随机浮点数。

import random
print(random.uniform(1.5, 3.5))  # 输出示例: 2.34567890123

从序列中随机选择元素

random.choice(seq) 从非空序列中随机选择一个元素。

import random
colors = ['red', 'green', 'blue']
print(random.choice(colors))  # 输出示例: 'green'

打乱序列顺序

random.shuffle(seq) 打乱序列的顺序（原地修改）。

import random
cards = ['A', '2', '3', 'J', 'Q', 'K']
random.shuffle(cards)
print(cards)  # 输出示例: ['Q', 'A', '3', 'K', '2', 'J']

从序列中随机采样

random.sample(population, k) 从序列中随机选择 k 个不重复的元素。

import random
numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
print(random.sample(numbers, 3))  # 输出示例: [5, 2, 8]

随机种子

random.seed()，这里我们实现并不会知道这个种植出现的结果是上面，我们只有先用这个种子生成一个结果，然后在不改变种子数值的情况下可以复现结果。

import random
random.seed(42)
print(random.random())  # 输出示例: 0.6394267984578837

注意事项

• 伪随机性：random 模块生成的随机数是伪随机的，基于算法和种子值。
• 种子设置：可以通过 random.seed(a=None) 设置种子值，确保结果可复现。

实战

我们基于上面两个库，我们来完成一个猜数字小游戏

import random
import timea=random.randint(1,10)
while True:try:b = int(input("请输入你猜的："))except:print("请输入一个数字")continueif b==a:time.sleep(0.5)print('你答对了！')s=input("你还想继续玩吗？y/n")if s=='y':a = random.randint(1, 10)continueelse:breakelif b>a:time.sleep(0.5)print('大了！')elif b<a:time.sleep(0.5)print('小了！')

明天我们继续学习re正则化库还有第三方库。