第 5 天：Python 基础知识 - 第 3 部分

使用 Python 模块和库进行练习，以增强您的编程技能并完成更多关于 HackerRank Python 的练习。

分步指南

1.回顾基本概念

函数：了解如何在 Python 中定义和调用函数。函数有助于将代码组织成可重用的块。
循环：熟悉 for 和 while 循环。循环用于多次执行一段代码。
数据结构：了解列表、字典、集合和元组。这些结构可帮助您有效地存储和组织数据。

2.了解Python模块和库

模块：可重用的代码片段（函数、类、变量），可以导入到程序中以提供附加功能。
库：为不同任务提供广泛功能的模块集合。

3. 探索主要的 Python 库

os：该模块提供了一种与操作系统交互的方式，允许您处理文件、目录和执行系统命令。
sys：sys 模块提供对 Python 解释器使用或维护的一些变量以及与解释器强烈交互的函数的访问。
math：该模块提供平方根、阶乘和三角运算等数学函数。
random：random 模块用于生成随机数，这对于模拟、游戏和测试很有用。
datetime：该模块提供用于操作日期和时间的类，允许您处理与时间相关的任务。
re：re 模块提供对正则表达式的支持，这对于字符串匹配和操作很有用。
json：此模块用于解析 JSON（JavaScript 对象表示法），这是一种用于在服务器和 Web 应用程序之间交换数据的流行数据格式。
csv：csv 模块用于读取和写入 CSV（逗号分隔值）文件，这是表格数据的常见格式。
统计：该模块提供计算数值数据的数学统计的函数。
collections：collections模块提供了专门的容器数据类型，例如namedtuples、deque、Counter和OrderedDict。
itertools：该模块提供创建迭代器以实现高效循环的函数，例如生成排列和组合。
functools：functools 模块用于作用于或返回其他函数的高阶函数，例如装饰器和部分函数。
运算符：该模块导出一组与Python内部运算符相对应的高效函数，例如加法、减法和用于排序的项目获取器。

4. 练习

4.1 使用 os 模块

任务：编写一个Python脚本，列出当前目录中的所有文件和目录。

import os

def list_files_and_directories():
    path = '.'
    files = os.listdir(path)
    for file in files:
        print(file)

list_files_and_directories()
### 5. HackerRank 练习
完成在<a href="https://www.hackerrank.com/domains/python" target="_blank" style="color: blue;">HackerRank Python</a>接下来的练习:

4.2 使用 sys 模块

任务：编写一个 Python 脚本来打印您正在使用的 Python 版本。

import sys

def print_python_version():
    print(f"Python 版本: {sys.version}")

print_python_version()

4.3 使用 math 模块

任务：编写一个计算数字阶乘的 Python 脚本。

import math

def calculate_factorial(number):
    return math.factorial(number)

num = 5
print(f"{num}的阶乘 是 {calculate_factorial(num)}")

4.4 使用 random 模块

任务：编写一个 Python 脚本，生成 5 个 1 到 100 之间的随机数的列表。

import random

def generate_random_numbers():
    random_numbers = [random.randint(1, 100) for _ in range(5)]
    return random_numbers

print(generate_random_numbers())

4.5 使用 datetime 模块

任务：编写一个打印当前日期和时间的 Python 脚本

from datetime import datetime

def print_current_datetime():
    now = datetime.now()
    print(f"当前日期和时间: {now}")

print_current_datetime()

4.6 使用 re 模块

任务：编写一个 Python 脚本，查找给定文本中的所有电子邮件地址。

import re

def find_emails(text):
    email_pattern = r'[a-zA-Z0-9._%+-]+@[a-zA-Z0-9.-]+\.[a-zA-Z]{2,}'
    emails = re.findall(email_pattern, text)
    return emails

text = "Please contact us at support@example.com or sales@example.com."
print(find_emails(text))

4.7 使用 json 模块

任务：编写一个Python脚本来解析JSON数据并打印特定信息。

import json

def parse_json(data):
    parsed_data = json.loads(data)
    for key, value in parsed_data.items():
        print(f"{key}: {value}")

json_data = '{"name": "John", "age": 30, "city": "New York"}'
parse_json(json_data)

4.8 使用 csv 模块

任务：编写一个 Python 脚本，从 CSV 文件中读取数据并打印每一行。

import csv

def read_csv_file(file_path):
    with open(file_path, mode='r') as file:
        csv_reader = csv.reader(file)
        for row in csv_reader:
            print(row)

file_path = 'data.csv'
read_csv_file(file_path)

4.9 使用 statistics 模块

任务：编写一个 Python 脚本来计算数字列表的平均值和中位数。

import statistics

def calculate_statistics(numbers):
    mean = statistics.mean(numbers)
    median = statistics.median(numbers)
    return mean, median

numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
mean, median = calculate_statistics(numbers)
print(f"平均值: {mean}, 中位数: {median}")

4.10 使用 collections 模块

任务：编写一个 Python 脚本，使用 collections.Counter 计算列表中元素的频率。

from collections import Counter

def count_elements(lst):
    counter = Counter(lst)
    return counter

lst = ['apple', 'banana', 'apple', 'orange', 'banana', 'apple']
print(count_elements(lst))

4.11 使用 itertools 模块

import itertools

def generate_permutations(lst):
    permutations = list(itertools.permutations(lst))
    return permutations

lst = [1, 2, 3]
print(generate_permutations(lst))

4.12 使用 functools 模块

任务：编写一个 Python 脚本，使用 functools.reduce 计算数字列表的乘积。

from functools import reduce

def multiply_elements(lst):
    product = reduce(lambda x, y: x * y, lst)
    return product

lst = [1, 2, 3, 4]
print(multiply_elements(lst))

4.13 使用 operator 模块

任务：编写一个Python脚本，使用operator.itemgetter根据第二个元素对元组列表进行排序。

from operator import itemgetter

def sort_tuples(lst):
    sorted_lst = sorted(lst, key=itemgetter(1))
    return sorted_lst

lst = [(1, 'banana'), (2, 'apple'), (3, 'orange')]
print(sort_tuples(lst))