第九章 标准库概览

9.1turtle库概述
turtle（海龟）是 Python重要的标准库之一，它能够进行基本的图形绘制。turtle 图形绘制的概念诞生于1969年，成功就用于LOGO编程语言。由于 turtle图形绘制概念十分直观且非常流行，Python接受了这个概念，形成了Python 的turtle库，
并成为标准库之一。
turtle 库绘制图形有一个基本框架:一个小海龟在坐标系中爬行，其爬行轨迹形成了绘制图形。对于小海龟来说，有“前进”“后退”“旋转”等爬行行为，对坐标系的探索也通过“前进方向”“后退方向”“左侧方向”和“右侧方向”等小海龟自身角度方位来完成。则开始绘制时，小海龟位于画布中，此处坐标为（o，0)，前进方向为水平右方。
turtle是最有价值的程序设计入门实践库,它是程序设计入门层面最常用的基本绘图库。5使用import 保留字对turtle库的引用有如下3种方式:
importturtle，则对turtle库中函数调用采用turtle.函数名()形式。
from turtle import* ,则对turtle库中函数调用直接采用函数名()形式，不再使用turtle作为前导。
from turtle import *circle(200)
import turtle as t ,则对turtle库中函数调用采用更简洁的t.函数名()形式，保留字as 的作用是将turtle库给予别名t。此处也可以使用t 之外的其他别名。
import turtle as t t.circle(200)
9.2turtle 库与基本绘图
turtle库包含100多个功能函数，主要包括窗体函数、画笔状态和画笔运动函数3类。
9.2.1窗体函数
turtle库的turtle.setup()函数与窗体有关。
函数定义如下:
turtle.setup(width,height,startx,starty)
参数详解:
width:窗口宽度。如果值是整数，表示的是像素值;如果值是小数，表示窗口宽度与屏幕的比例。
height:窗口高度。如果值是整数，表示的是像素值;如果值是小数，表示窗口高度与屏幕的比例。
startx:窗口左侧与屏幕左侧的像素距离。如果值是None，窗口位于屏幕水平中央。starty:窗口顶部与屏幕顶部的像素距离。如果值是None，窗口位于屏幕垂直中央。
import turtle
turtle.setup(100,100,100,100)
9.2.2画笔状态函数

pendown()：放下画笔,别名pd(),down()
penup()：提起画笔，与pendown()配对使用，别名pu(),up()
pensize(width)：设置画笔线条的粗细为指定大小，别名width()
pencolor()：设置画笔的颜色
color() I：设置画笔和填充颜色
begin_fill()：填充图形前,调用该方法
end_fill()：填充图形结束
filling():返回填充的状态,True为填充,False为未填充
clear():清空当前窗口，但不改变当前窗口的位置
reset():重置当前窗口，并重置位置等状态为默认值
screensize():设置画布窗口的宽度、.高度和背景颜色
hideturtle():隐藏画笔的turtle形状
showturtle():显示画笔的turtle形状
isvisible()：如果turtle可见，则返回True
write(str,font=None)：输出font字体的字符串：font=(‘Arial’,50,’normal’))
9.2.3画笔运动函数
turtle通过一组函数控制画笔的行进动作，进而绘制形状序号
forward(distance)：沿着当前方向前进指定距离，别名fd()
background(distance)：沿着当前相反方向后退指定距离，别名bk()
right(angle)：向右旋转angle角度
left(angle)：向左旋转angle角度
goto(x,y)：移动到绝对坐标(x,y)处
setx(x)：修改画笔的横坐标到x，纵坐标不变
sety(y)：修改画笔的纵坐标到y，横坐标不变
seth[eading] (angle)：设置当前朝向为angle角度
home()：设置当前画笔位置为原点，朝向东
circle(radius,e)
：绘制一个指定半径r和角度e的圆或弧形
dot(r,color)
：绘制一个指定半径r和颜色color的圆点
undo()：撤销画笔最后一步动作
speed()：设置画笔的绘制速度，参数为0~10之间
9.3random库概述
随机数在计算机应用中十分常见，Python语言提供了random库用于产生各种分布的伪随机数序列。random库采用梅森旋转算法生成伪随机数序列，可用于除随机性要求更高的加密算法外的大多数工程应用。
使用random库的主要目的是生成随机数。这个库提供了不同类型的随机数，其中最基本的函数是random.random()，它生成一个[0.0,1.0)之间的随机小数，所有其他随机数都是基于这个函数而来的。
seed(a=None)：初始化随机数种子，默认值为当前系统时间
random()：生成一个[0.0,1.0)之间的随机小数
randint(a,b)：生成一个[a,b]之间的整数
getranddbits(k)：生成一个k比特长度的随机整数
randrange(start,stop[,step])：生成一个[start,stop)之间以step为步数的随机整数
uniform(a,b)：生成一个[a,b]之间的随机小数
choice(seq)：从序列类型中随机返回一个元素
shuffle(seq)：将序列类型中元素随机排列，返回打乱后的序列
sample(pop,k)：从pop类型中随机选取k个元素，以列表类型返回
与其他编程语言相似，Python语言中随机数的生成基于随机数“种子”，每个种子作为输入，利用算法生成一系列随机数，构成伪随机序列。random 库使用random.seed(a)对后续产生成的随机数设置种子。
所有的随机数都是基于random()函数实现的基种具体功能。(再次设置相同的种子，则后续产生的随机数相同)
9.5time 库概述
处理时间是程序最常用的功能之一，time库是 Python提供的处理时间标准库。Time库提供系统级精确计时器的计时功能，可以用来分析程序性能，也可让程序暂停运行时间。
使用time库之前需要使用import进行导入
time库的功能主要分为3个方面:时间处理、时间格式化和计时。
时间处理主要包括4个函数: time.time()、time.gmtime()、time.localtime()、 time.ctime()。
时间格式化主要包括3个函数:time.mktime()、time.strftime()、time.strptime()。
计时主要包括3个函数:time.sleep()、time.monotonic()、time.perf_counter()o使用time.time()获取当前时间戳
使用time.time()获取当前时间戳
使用time.gmtime(sec)获取当前时间戳对应的struct_time对象。
使用time.localtime(secs)获取当前时间戳对应的本地时间的 struct_time对象。与
time.gmtime()的区别，是UTC时间已自动转的为北京时间。
time.ctime(secs)获取当前时间戳对应的易读字符串表示，内部会调用time.localtime()函数以输出当地时间。
time库使用time.mktime()、time.strftime()、time.strptime()进行时间格式化。使用time.mktime(t)将 struct_time对象t转换为时间戳，注意t代表当地时间。
struct_time对象的元素构成
下标 属性 值
0 tm_year 年份、整数
1 tm_mon 月份[1,12]
tm_mday 日期[1,31]
tm_hour 小时[0,23]
tm_min 分钟[0,59]
tm_sec 秒[0,61]
tm_wday 星期[o,6]（o表示星期一）
tm_yday 该年第几天[1,366]
tm_isdst 是否夏令时，o否，1是，-1未知
调用time.mktime(t)函数

time.strftime()函数是时间格式化最有效的方法，几乎可以以任何通用格式输出时间。该方法利用一个格式字符串，对时间林式进行表示。
strftime()方法的格式化控制符
%Y 年份 00019999例如:1900
%m 月份 0112例如:10
%B 月名 JanuaryDecember例如:April
%b 月名缩写 JanDec例如Apr
%d 日期 0131例如25
%A 星期 MondaySunday 例如 wWednesday
%a 星期缩写 Monsun例如Wed
%H 小时（24h制) 0023例如12
%I 小时（12h制) 0112例如7
%p 上/下午 AM,PM例如PM
%M 分钟 0059例如26
%S 秒 o0~59例如26

strptime()方法与strftime()方法完全相反，用于提取字符串中的时间来生成struct_time对象，可以很灵活地作为time模块输入接口。