【Python基础】（五）Python 库使用全攻略：从标准库到第三方库，让开发效率翻倍

# 导入datetime模块
import datetime

# 构造两个日期对象（参数格式：年、月、日）
date1 = datetime.datetime(2012, 2, 14)  # 相识日期
date2 = datetime.datetime(2022, 7, 12)  # 目标日期

# 两个日期对象直接相减，得到时间差
time_diff = date2 - date1

# 输出结果（days属性获取天数）
print(f"相识天数：{time_diff.days} 天")

相识天数：3801 天

import datetime

# 1. 获取当前日期时间
now = datetime.datetime.now()
print("当前日期时间（默认格式）：", now)  # 输出：2024-05-20 14:30:00.123456

# 2. 日期格式化为字符串（strftime方法）
# 格式化规则：%Y（4位年）、%m（2位月）、%d（2位日）、%H（24小时）、%M（分钟）、%S（秒）
now_str = now.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")
print("格式化后：", now_str)  # 输出：2024-05-20 14:30:00

# 3. 字符串解析为日期（strptime方法）
date_str = "2024-01-01"
date_obj = datetime.datetime.strptime(date_str, "%Y-%m-%d")
print("解析后的日期对象：", date_obj)  # 输出：2024-01-01 00:00:00

def reverse_words(s):
    # split()默认以空格分割，自动忽略首尾空格和多个连续空格
    tokens = s.split()
    # 反转列表中的单词顺序
    tokens.reverse()
    # 用空格拼接列表中的单词
    return ' '.join(tokens)

# 测试
print(reverse_words("I am a student. "))  # 输出：student. a am I
print(reverse_words("  Hello world!  "))  # 输出：world! Hello

def rotate_string(s, goal):
    # 首先判断长度是否一致，不一致直接返回False
    return len(s) == len(goal) and goal in s + s

# 测试
print(rotate_string("abcde", "cdeab"))  # 输出：True
print(rotate_string("abcde", "abced"))  # 输出：False

def count_prefixes(words, s):
    count = 0
    for word in words:
        # startswith()判断word是否是s的前缀
        if s.startswith(word):
            count += 1
    return count

# 测试
words = ["a", "b", "c", "ab", "bc", "abc"]
s = "abc"
print(count_prefixes(words, s))  # 输出：3（"a"、"ab"、"abc"都是前缀）

import os

def search_files_by_keyword():
    # 输入待搜索路径和关键词
    input_path = input("请输入待搜索路径（如D:/project）：")
    keyword = input("请输入待搜索关键词（如report）：")
    
    # 验证路径是否存在
    if not os.path.exists(input_path):
        print("路径不存在，请检查输入！")
        return
    
    # os.walk()递归遍历目录：返回(当前路径, 子目录列表, 文件列表)
    for dirpath, dirnames, filenames in os.walk(input_path):
        # 遍历当前目录下的所有文件
        for filename in filenames:
            # 判断文件名是否包含关键词
            if keyword in filename:
                # 拼接完整路径并输出
                full_path = os.path.join(dirpath, filename)
                print(f"找到文件：{full_path}")

# 执行查找
search_files_by_keyword()

请输入待搜索路径（如D:/project）：D:/test
请输入待搜索关键词（如report）：data
找到文件：D:/test/2024_data.csv
找到文件：D:/test/backup/data_202405.txt
找到文件：D:/test/docs/data_analysis.docx

import math
import random  # 随机数模块（属于标准库）

# 1. 常量
print("圆周率π：", math.pi)  # 输出：3.141592653589793
print("自然常数e：", math.e)  # 输出：2.718281828459045

# 2. 三角函数（弧度制）
print("sin(π/2)：", math.sin(math.pi/2))  # 输出：1.0
print("cos(π)：", math.cos(math.pi))      # 输出：-1.0
print("tan(π/4)：", math.tan(math.pi/4))  # 输出：1.0

# 3. 对数与指数
print("ln(10)：", math.log(10))          # 自然对数，输出：2.302585093
print("log10(100)：", math.log10(100))   # 以10为底，输出：2.0
print("e^2：", math.exp(2))              # 指数运算，输出：7.38905609893

# 4. 数值运算
print("绝对值：", math.fabs(-10.5))      # 输出：10.5
print("向上取整：", math.ceil(3.2))      # 输出：4
print("向下取整：", math.floor(3.8))     # 输出：3
print("四舍五入：", round(3.456, 2))     # 输出：3.46（round是内置函数）
print("阶乘：", math.factorial(5))       # 输出：120（5×4×3×2×1）

# 5. 随机数生成
print("0-1之间的随机浮点数：", random.random())          # 输出：0.345678...
print("1-10之间的随机整数：", random.randint(1, 10))     # 输出：5（示例）
print("从列表中随机选择一个元素：", random.choice(["a", "b", "c"]))  # 输出：b（示例）

# 阿里云镜像
pip install qrcode -i https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/
# 清华源
pip install qrcode -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple/

pip install qrcode[pil]

import qrcode

# 1. 生成文本二维码
img1 = qrcode.make("Hello Python！这是我的第一个二维码")
# 保存图片（支持png、jpg等格式）
img1.save("text_qrcode.png")
print("文本二维码生成成功！")

# 2. 生成网址二维码（扫码自动跳转）
img2 = qrcode.make("https://blog.csdn.net/")
img2.save("url_qrcode.png")
print("网址二维码生成成功！")

import qrcode

# 创建二维码配置对象
qr = qrcode.QRCode(
    version=1,  # 二维码大小（1-40，越大越复杂）
    error_correction=qrcode.constants.ERROR_CORRECT_L,  # 纠错级别（L/M/Q/H，纠错能力递增）
    box_size=10,  # 每个格子的像素大小
    border=4,  # 边框宽度（默认4）
)

# 添加二维码内容
qr.add_data("https://github.com/")
qr.make(fit=True)  # 自动适配大小

# 自定义颜色（前景色、背景色）
img = qr.make_image(fill_color="blue", back_color="white")
img.save("custom_qrcode.png")
print("自定义二维码生成成功！")

pip install xlrd==1.2.0

import xlrd

def calculate_class_average():
    # 1. 打开Excel文件（支持xlsx、xls格式）
    excel_file = xlrd.open_workbook("d:/test.xlsx")
    
    # 2. 获取工作表（通过索引，0表示第一个工作表）
    sheet = excel_file.sheet_by_index(0)
    
    # 3. 获取总行数（sheet.nrows）和总列数（sheet.ncols）
    total_rows = sheet.nrows
    print(f"Excel文件共有 {total_rows} 行数据")
    
    # 4. 遍历数据，计算101班的总分和人数
    class_id_target = 101  # 目标班级
    total_score = 0  # 总分
    student_count = 0  # 人数
    
    # 从第2行开始遍历（第1行是表头）
    for row in range(1, total_rows):
        # 获取班级（第2列，索引为1）和分数（第3列，索引为2）
        class_id = sheet.cell_value(row, 1)
        score = sheet.cell_value(row, 2)
        
        # 判断是否为目标班级，且分数为数字
        if class_id == class_id_target and isinstance(score, float):
            total_score += score
            student_count += 1
    
    # 5. 计算平均分
    if student_count > 0:
        average_score = total_score / student_count
        print(f"{class_id_target}班共有 {student_count} 名学生，平均分为：{average_score:.2f}")
    else:
        print(f"未找到 {class_id_target} 班的学生数据！")

# 执行计算
calculate_class_average()

Excel文件共有 8 行数据
101班共有 3 名学生，平均分为：73.67

import xlwt

def write_to_excel():
    # 1. 创建工作簿
    workbook = xlwt.Workbook(encoding="utf-8")
    
    # 2. 创建工作表（命名为"101班平均分"）
    sheet = workbook.add_sheet("101班平均分")
    
    # 3. 写入表头
    sheet.write(0, 0, "班级")
    sheet.write(0, 1, "学生人数")
    sheet.write(0, 2, "平均分")
    
    # 4. 写入数据（假设已计算出结果）
    sheet.write(1, 0, 101)
    sheet.write(1, 1, 3)
    sheet.write(1, 2, 73.67)
    
    # 5. 保存文件
    workbook.save("d:/101班成绩统计.xls")
    print("Excel文件写入成功！")

# 执行写入
write_to_excel()

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

from pynput import keyboard
from playsound import playsound

# 按键计数
key_count = 0

def on_key_release(key):
    """按键释放时触发的回调函数"""
    global key_count
    key_count += 1
    print(f"已按键 {key_count} 次")
    
    # 每按键10次，播放鼓励音频
    if key_count % 10 == 0:
        playsound("ding.mp3")
        print("加油，你真棒！继续努力！")

# 创建键盘监听器
listener = keyboard.Listener(on_release=on_key_release)
# 启动监听器
listener.start()
# 让程序持续运行（等待用户按键）
listener.join()

from pynput import keyboard
from playsound import playsound
from threading import Thread  # 多线程库（标准库）

key_count = 0

def play_encouragement():
    """播放鼓励音频（单独线程执行）"""
    playsound("ding.mp3")
    print("加油，你真棒！继续努力！")

def on_key_release(key):
    global key_count
    key_count += 1
    print(f"已按键 {key_count} 次")
    
    if key_count % 10 == 0:
        # 创建线程播放音频（非阻塞）
        thread = Thread(target=play_encouragement)
        thread.start()

# 启动监听器
listener = keyboard.Listener(on_release=on_key_release)
listener.start()
listener.join()

import os
import sys

# 全局变量：存储所有学生信息（列表+字典）
students = []

def load_data():
    """读档函数：启动时加载历史数据（从d:/record.txt读取）"""
    global students
    # 清空现有数据
    students = []
    # 定义存档文件路径
    data_file = "d:/record.txt"
    
    # 如果文件不存在，直接返回（首次使用无存档）
    if not os.path.exists(data_file):
        print("未找到存档文件，将创建新数据！")
        return
    
    # 读取文件并解析数据
    try:
        with open(data_file, "r", encoding="utf-8") as f:
            for line_num, line in enumerate(f, start=1):
                # 去除换行符和首尾空格
                line = line.strip()
                # 跳过空行
                if not line:
                    continue
                # 按制表符分割数据（格式：学号\t姓名\t性别\t班级）
                parts = line.split("\t")
                # 验证数据格式（必须包含4个字段）
                if len(parts) != 4:
                    print(f"存档文件第{line_num}行格式错误，跳过该条数据：{line}")
                    continue
                # 构造学生字典
                student = {
                    "student_id": parts[0],
                    "name": parts[1],
                    "gender": parts[2],
                    "class_name": parts[3]
                }
                # 添加到学生列表
                students.append(student)
        print(f"读档成功！共加载 {len(students)} 条学生数据")
    except Exception as e:
        print(f"读档失败：{str(e)}")

def save_data():
    """存档函数：新增/删除学生后保存数据到d:/record.txt"""
    data_file = "d:/record.txt"
    try:
        with open(data_file, "w", encoding="utf-8") as f:
            for student in students:
                # 按格式写入：学号\t姓名\t性别\t班级\n
                line = f"{student['student_id']}\t{student['name']}\t{student['gender']}\t{student['class_name']}\n"
                f.write(line)
        print(f"存档成功！共保存 {len(students)} 条学生数据")
    except Exception as e:
        print(f"存档失败：{str(e)}")

def show_menu():
    """显示系统菜单"""
    print("=" * 40)
    print("          Python 学生管理系统 v1.0")
    print("=" * 40)
    print("  1. 新增学生信息")
    print("  2. 显示所有学生信息")
    print("  3. 根据姓名查找学生")
    print("  4. 根据学号删除学生")
    print("  0. 退出系统")
    print("=" * 40)
    # 获取用户输入并转换为整数
    while True:
        choice = input("请输入您的选择（0-4）：")
        if choice.isdigit():
            choice = int(choice)
            if 0 <= choice <= 4:
                return choice
            else:
                print("输入错误！请输入0-4之间的数字")
        else:
            print("输入错误！请输入有效的数字")

def add_student():
    """新增学生信息"""
    print("\n【新增学生】")
    # 输入学生信息
    student_id = input("请输入学号（如2024001）：").strip()
    name = input("请输入姓名：").strip()
    gender = input("请输入性别（男/女）：").strip()
    class_name = input("请输入班级（如101）：").strip()
    
    # 数据验证
    if not student_id or not name or not gender or not class_name:
        print("新增失败：所有字段不能为空！")
        return
    if gender not in ("男", "女"):
        print("新增失败：性别必须是'男'或'女'！")
        return
    # 验证学号唯一性（避免重复）
    for student in students:
        if student["student_id"] == student_id:
            print("新增失败：该学号已存在！")
            return
    
    # 构造学生字典并添加到列表
    new_student = {
        "student_id": student_id,
        "name": name,
        "gender": gender,
        "class_name": class_name
    }
    students.append(new_student)
    print(f"新增成功！{name}（学号：{student_id}）已添加到系统")
    
    # 自动存档
    save_data()

def show_all_students():
    """显示所有学生信息"""
    print("\n📋 【显示所有学生】")
    if not students:
        print("系统中暂无学生数据！")
        return
    # 打印表头
    print(f"{'学号':<10} {'姓名':<6} {'性别':<4} {'班级':<6}")
    print("-" * 30)
    # 遍历打印学生信息
    for student in students:
        print(f"{student['student_id']:<10} {student['name']:<6} {student['gender']:<4} {student['class_name']:<6}")
    print("-" * 30)
    print(f"共显示 {len(students)} 条学生数据\n")

def search_student_by_name():
    """根据姓名查找学生"""
    print("\n查找学生】")
    if not students:
        print("系统中暂无学生数据！")
        return
    search_name = input("请输入要查找的学生姓名：").strip()
    if not search_name:
        print("查找失败：姓名不能为空！")
        return
    
    # 查找匹配的学生（支持模糊查询，如输入"张"匹配"张三"）
    result = []
    for student in students:
        if search_name in student["name"]:
            result.append(student)
    
    # 显示查找结果
    if not result:
        print(f"未找到姓名包含'{search_name}'的学生！")
        return
    print(f"共找到 {len(result)} 条匹配数据：")
    print(f"{'学号':<10} {'姓名':<6} {'性别':<4} {'班级':<6}")
    print("-" * 30)
    for student in result:
        print(f"{student['student_id']:<10} {student['name']:<6} {student['gender']:<4} {student['class_name']:<6}")
    print()

def delete_student_by_id():
    """根据学号删除学生"""
    print("\n🗑️  【删除学生】")
    if not students:
        print("系统中暂无学生数据！")
        return
    delete_id = input("请输入要删除的学生学号：").strip()
    if not delete_id:
        print("删除失败：学号不能为空！")
        return
    
    # 查找要删除的学生
    deleted_count = 0
    for i in range(len(students)-1, -1, -1):  # 倒序遍历，避免删除后索引错乱
        if students[i]["student_id"] == delete_id:
            deleted_student = students.pop(i)
            print(f"删除成功！已删除学生：{deleted_student['name']}（学号：{delete_id}）")
            deleted_count += 1
    
    if deleted_count == 0:
        print(f"删除失败：未找到学号为'{delete_id}'的学生！")
        return
    
    # 自动存档
    save_data()

def main():
    """程序入口函数"""
    # 启动时自动读档
    load_data()
    print("\n欢迎使用Python学生管理系统！")
    
    # 主循环：持续接收用户操作
    while True:
        choice = show_menu()
        if choice == 0:
            # 退出系统
            print("\n感谢使用，再见！")
            sys.exit()
        elif choice == 1:
            add_student()
        elif choice == 2:
            show_all_students()
        elif choice == 3:
            search_student_by_name()
        elif choice == 4:
            delete_student_by_id()
        
        # 每次操作后暂停，让用户看清结果
        input("\n按回车键继续...")

# 程序启动入口
if __name__ == "__main__":
    main()

{
    "student_id": "2024001",  # 学号
    "name": "张三",           # 姓名
    "gender": "男",           # 性别
    "class_name": "101"       # 班级
}

pip install pyinstaller

pyinstaller -F -w 学生管理系统.py