【Python进阶】数字、日期和时间

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一、对数值进行取整

　　将浮点数取整到固定的小数位：roung(value,ndigits)，ndigits可以是负数，取整到十位、百位、千位等。

　　>>> round(1.456,2)　? ? 　# 1.46

　　>>> round(16743,-3)　? ? ?# 17000

　　>>> format(1.2345,‘0.3f‘)? # 1.235

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二、精确的小数计算

　　浮点数无法精确表达出所有的十进制小数位。

　　0.4的二进制表示是无限循环，所以如果要精确表示0.4，计算机需要无限个二进制位才能做到。

　　然而计算机的内存、CPU寄存器等等硬件单元都是有限的，只能表示有限的二进制位。

　　>>> from decimal import?Decimal

　　>>> Decimal(‘4.2‘) + Decimal(‘2.1‘)　　# Decimal(‘6.3‘)

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三、数值做格式化输出

　　使用内建的format()函数即可。

　　>>> ‘The value is {:0,.2f}‘.format(123456.789)　　# 123,456.79

四、二进制、八进制和十六进制数

　　将一个整数转换为二进制、八进制和十六进制的文本字符串形式，分别使用内建的bin()、oct()、hex()函数即可。

　　>>> x = 1234

　　>>> bin(x)　　 #?‘0b10011010010‘

　　>>> oct(x)　　 #?‘0o2322‘

　　>>> hex(x)　　#?‘0x4d2‘

　　不希望出现0b、0o、0x这样的前缀，可以使用format()函数

　　>>> format(x,‘b‘),?format(x,‘o‘),‘x‘)

　　转换回10进制：

　　>>> int(‘4d2‘,16)　　# 1234

　　确保八进制数前添加0o前缀：

　　>>> os.chmod(‘script.py‘. 0o755)

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五、字节串中打包和解包大整数

　　>>> int.from_bytes(data,‘little‘)

　　>>> x.to_bytes(16,‘big‘)

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六、复数运算

　　复数通过complex(real,imag)函数来指定，或者通过浮点数再加上后缀j来指定。

　　>>> a = complex(2,4)　　# (2+4j)

　　>>> b = 3 - 5j

　　>>> a.real,a.imag,a.conjugate()　　#?实部、虚部以及共轭值

　　求正弦、余弦或平方根使用cmath模块

　　>>> cmath.sin(a),cmath.cos(a),smath.exp(a)

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七、处理无穷大和 NaN（Not?a?number）

　　检测是否出现该值用math.isinf()和math.isnan()函数

　　>>> float(‘inf‘),float(‘-inf‘),float(‘nan‘)

　　（1）无穷大值在数学计算中会进行传播

　　（2）某些特定的操作会导致未定义的行为并产生NaN的结果

　　（3）NaN会通过所有的操作进行传播

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八、分数的计算

　　fractions模块处理设计焚书的数学计算问题

　　>>> form fractions import Fraction

　　>>> a = Fraction(5,4)　　# 5/4

　　>>> a.numerator,a.denominator　　# 5,4

　　>>> float(a)

　　>>> x = 3.75

　　>>> y = Fraction(*x.as_integer_ratio())　　# Fraction(15,4)

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十一、随机选择

　　（1）从序列中挑选元素：

　　>>> random.choice([1,2,3,4,5])

　　（2）序列中随机取N个元素：

　　>>> random.sample(values,N)

　　（3）打乱序列顺序：

　　>>> random.shuffle(values)

　　（4）产生随机整数

　　>>> random.randint(0,10)　　# 0~10范围

　　（5）产生0~1均匀分布的浮点数值：

　　>>> random.random()

　　（6）由N个随机比特位所表示的整数：

　　>>> random.getrandbits(N)

　　（7）random模块采用马特赛特旋转算法，这是一个确定性算法，但是可以通过?random.seed()?函数修改初始的种子值。

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十二、时间换算

　　利用 datetime 模块来完成不同时间单位间的换算。

　　>>> from datetime import datedelta

　　>>> a = timedelta(days=2,hours=6,minutes=6)

　　>>> from datetime import datetime

　　>>> b = datetime(2019,9,11)

　　>>> c = b - a

　　>>> datetime.today()

　　处理时区、模糊时间范围、计算节日的日期使用 dateutil 模块，同时解决datetime不能计算月份的问题。

　　>>> from dateutil.relativedelta import relativedelta

　　>>> a +?relativedelta(months=+1)

　　>>> d = relativedelta(b,a)　　#?计算相差的天数

　　>>> d.months,d.days

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十三、计算上周 X的日期

　　使用datetime模块完成计算例子：

def get_previous_byday(dayname,start_date=None):
    
    weekdays = [‘Monday‘,‘Tuesday‘,‘Wednesday‘,‘Thursday‘,‘Friday‘,‘Saturday‘,‘Sunday‘]

    if start_date is None:
        start_date = datetime.today()

    day_num = start_date.weekday()
    day_num_target = weekdays.index(dayname)
    day_ago = (7 + day_num - day_num_target) % 7
    if day_ago == 0:
        day_ago = 7
    target_day = start_date - timedelta(days=day_ago)
    
    return target_day

　　使用dateutil模块计算

　　>>> from datetime import datetime

　　>>>?from dateutil.relativedelta import relativedelta

　　>>> from dateutil.rrule import *

　　>>> d = datetime.today()

　　>>> d+relativedelta(weekday=FR)　　　　# Next Friday

　　>>> d+relativedelta(weekday=FR(-1))　　 # Last Friday

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十四、找出当月的日期范围

　　循环迭代当月中的每个日期。

from datetime import datetime,timedelta
import calendar

def get_month_range(start_day=None):
    if start_day is None:
        start_day = datetime.today().replace(day=1)
    _,days_in_month = calendar.monthrange(start_day.year,start_day.month)
    end_date = start_day + timedelta(days=days_in_month)
    return (start_day,end_date)

a_day = timedelta(days=1)
first_date,last_date = get_month_range()
while first_date < last_date:
    print(first_date)
    first_date += a_day

　　（1）计算出月份中第一天的日期：datetime对象的replace(day=1)方法进行替换。

　　（2）calendat.monthrange() 函数，找出待求解的月份中有多少天，返回第一个工作日的星期（返回值0~6）和当月的天数（28~31）。

　　生成器实现例子：

from datetime import  datetime,timedelta

def get_range(start_day,end_day,step):
    while start_day < end_day:
        yield start_day
        start_day += step

for k in get_range(datetime.today(),datetime(2019,10,1),timedelta(days=1)):
    print(k)

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十五、将字符串转换为日期

　　datetime.strptime()方法支持许多格式化代码，如%Y代表4为数字表示的年份，%m代表2位数字月份，%d代表日期。

　　>>> from datetime import datetime

　　>>> text = ‘2019-9-11‘

　　>>> datetime.strptime(text,‘%Y-%m-%d’)

　　但是datetime.strptime()性能表现糟糕体现在处理各种各样的系统区域设置。如果事先知道日期格式，可以自己编写代码：

def parse_ymd(str_date):
    year_s,mon_s,day_s = str_date.split(‘-‘)
    return datetime(int(year_s),int(mon_s),int(day_s))

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十六、涉及时区的日期处理

　　时区名称：pyzt.country_timezones，这是一个字典，使用ISO3166国家代码作为key来查询所属时区。

　　>>> pyzt.country_timezones[‘CN‘]　　# [‘Asia/Shanghai‘,‘Asia/Urumqi‘]

　　时区计算：先将本地时间-》UTC时间，UTC时间进行运算-》本地时间

　　>>> from pytz import timezone

　　>>>?central = timezone(‘Asia/Shanghai‘)

　　>>>?loc_d = central.localize(datetime.today())

　　>>>?utc_d = loc_d.astimezone(pytz.utc)

　　>>>?utc_d + timedelta(minutes=30)

　　>>>?later_utc = utc_d + timedelta(minutes=30)

　　>>>?later_utc.astimezone(central)