我的第一个python web开发框架（10）——工具函数包说明（一）

　　PS：原先是想直接进入功能开发，要用到什么函数时再创建，这样也容易熟悉每个函数的由来和使用方法，但考虑到这样操作，到时会经常在不同文件间切换，不好描述，容易造成混乱，所以还是使用函数库这种方式来说明。

　　下面来说说工具函数包，如果想要快速学会一个新的框架，首先要做的事情就是熟悉工具函数包，一方面，能快速知道有哪些基本功能可以直接调用，不用重复造*；另一方面，查看项目代码时，会比较快的进入角色，能看明白很多代码是做什么用的，因为工具函数包被调用的机率是最大的。

　　那么怎么学习呢？当然是有节奏有计划的一步步深入了，我们可以从上到下逐个查看研究，通过查看代码，我们可以基本了解这个包有什么功能，但也仅仅是了解而已，想要真正掌握，必须要去使用它们，最直接的方法就是编写测试用例进行测试，这样就可以很快熟悉并掌握这些函数具体有什么功能与限制。

　　PS：大家在学习工具函数，或其他封装好的类或函数时，在开始时不需要去知道它里面每一行代码是做什么用的，为什么要那么写，只需要知道输入什么参数会得出什么值就可以了，这就是大家所说的封装。我们要开汽车，不需要知道它是怎么造出来的，发动机是怎么运行的，只需要知道怎么操作（接口）就可以了。

　　我以前遇到过几位爱钻牛角尖的开发者，想弄明白每一行代码为什么要那样写，当那一行所调用的函数看不懂时，就会再深入一层，看看它更底层是什么原理......就这样，一般人用几分钟就可以知道怎么用的，他花几天也弄不明白，花了好长时间也没法写代码。对于初学者来说，学习一个函数怎么使用，不要钻牛角尖，去研究它的内部是怎么运行的，要研究也要等到你以后精通了再说，不然你看到一个函数就去看它的源码，然后源码中又会调用其他库的源码，其他库的源码又会调用python的内核代码，难道你要搞定python的内核代码后才可以开始开发吗？你能搞的定python内核你就是超级大牛了，可以自己开发一种新语言出来了。

　　所以说想要快速学习，最好的办法就是知道这个封装好的函数是干嘛的，它需要输入什么参数，会返回什么内容就已经够了。而最快的熟悉方法就是写单元测试，用你能想到的办法去测试，这样就知道什么时候出错，什么时候正常。

　　熟悉相关工具函数：

　　convert_helper.py是类型转换包，所有字符串转数值、字符串转日期、字符串日期转时间戳等各种类型转换函数，都可以放到这里来。

 #!/usr/bin/evn python
 # coding=utf-8

 import decimal
 import datetime

 #############################################
 # 数值型转换函数
 #############################################
 def to_int(text):
     """将字符串安全转换为int类型，转换失败时默认值为0"""
     try:
         return int(text)
     except:
         return 0

 def to_int0(text):
     """将字符串安全转换为int类型，当int值小于0时，返回0"""
     result = to_int(text)

     # 判断转换后的结果值是否小于0，是的话返回0
     if not result or result < 0:
         return 0
     else:
         return result

 def to_int1(text):
     """将字符串安全转换为int类型，当int值小于1时，返回1"""
     result = to_int(text)

     # 判断转换后的结果值是否小于1，是的话返回1
     if not result or result < 1:
         return 1
     else:
         return result

 def to_float(text):
     """将字符串安全转换为float类型"""
     try:
         return float(text)
     except:
         return 0.0

 def to_decimal(text):
     """将字符串安全转换为int类型"""
     try:
         return decimal.Decimal(text)
     except:
         return 0

 #############################################
 # 日期型转换函数
 #############################################
 def to_datetime(text):
     """字符串转时间"""
     if not text:
         return None

     # 定义字典根据时间字符串匹配不同的格式
     time_dict = {
         1: "%Y-%m-%d %H:%M:%S.%f",
         2: "%Y-%m-%d %H:%M",
         3: "%Y-%m-%d %H:%M:%S",
     }
     # 如果中间含有时间部分就用：判断
     try:
         if str(text).find('.') > -1:
             return datetime.datetime.strptime(text, time_dict[1])
         elif ':' in text:
             time_list = text.split(':')
             return datetime.datetime.strptime(text, time_dict[len(time_list)])
         else:
             return datetime.datetime.strptime(text, "%Y-%m-%d")
     except:
         return None

 def to_date(text):
     """字符串转日期"""
     d = to_datetime(text)
     if d:
         return d.date()

 def to_timestamp10(text):
     """将时间格式的字符串转化为长度为10位长度的时间戳"""
     d = to_datetime(text)
     if d:
         return int(d.timestamp())
     else:
         return 0

 def to_timestamp13(text):
     """将时间格式的字符串转化为长度为13位长度的时间戳"""
     d = to_datetime(text)
     if d:
         return int(d.timestamp() * 1000)
     else:
         return 0

　　比如说字符转int函数

def to_int(text):
    """将字符串安全转换为int类型，转换失败时默认值为0"""
    try:
        return int(text)
    except:
        return 0

　　这里我们用try...except...来捕捉转换函数出现的异常，当出现异常时我们设置它的默认值为0，让我们的系统变的更加健壮，不会因为转换失败而崩溃。

　　使用这个函数转换出现异常时，我们只是直接将它转换为0，不做记录，因为数值转换时直接抛出异常会让用户体验更差劲，另外对于数值类型来说，如果得出的结果都是0而不是期望值，这也很容易排查出来，在后面章节会讲到web端接收到的请求值都会记录下来，方便我们排错。

def to_int0(text):
    """将字符串安全转换为int类型，当int值小于0时，返回0"""
    result = to_int(text)

    # 判断转换后的结果值是否小于0，是的话返回0
    if not result or result < 0:
        return 0
    else:
        return result

def to_int1(text):
    """将字符串安全转换为int类型，当int值小于1时，返回1"""
    result = to_int(text)

    # 判断转换后的结果值是否小于1，是的话返回1
    if not result or result < 1:
        return 1
    else:
        return result

　　大家可能会奇怪，为什么要增加这两个多余的函数？事实上，这两个函数使用频率比前面那个会更高，因为我们在日常使用当中，经常会要求数值不能小于0或小于1，而to_int()函数转换时，用户如果输入了负数，虽然转换成功了，但这个值却不是我们想要的结果，如果每次都要加上一段代码对值进行判断，那会更加麻烦，所以进行了再次封装，多出来to_int0()和to_int()1两个函数。

　　对这几个函数我们用unittest测试一下，看看结果。

　　我们在test文件夹创建一个convert_helper_test.py文件，并编写测试代码，用来测试输入各种值，看看是否得到我们期望的值。（PS：使用debug运行时，光标在那个函数中，unittest就会运行那个测试函数，所以如果有多个测试函数要运行时，最好用鼠标点击一下main函数，即入口函数，再运行debug，这样全部测试函数都会运行到）

#!/usr/bin/evn python
# coding=utf-8

import datetime
import unittest
from common import convert_helper

class ConvertHelperTest(unittest.TestCase):
    """转换操作包测试类"""

    def setUp(self):
        """初始化测试环境"""
        print('------ini------')

    def tearDown(self):
        """清理测试环境"""
        print('------clear------')

def test_to_int(self):
        self.assertEqual(convert_helper.to_int(''), 1)
        self.assertEqual(convert_helper.to_int('1.0'), 0)
        self.assertEqual(convert_helper.to_int('1a'), 0)
        self.assertEqual(convert_helper.to_int('aaa'), 0)
        self.assertEqual(convert_helper.to_int(''), 0)
        self.assertEqual(convert_helper.to_int(None), 0)
        self.assertEqual(convert_helper.to_int('-1'), -1)
        self.assertEqual(convert_helper.to_int(10), 10)
        self.assertEqual(convert_helper.to_int(-10), -10)

        self.assertEqual(convert_helper.to_int0(''), 1)
        self.assertEqual(convert_helper.to_int0('1.0'), 0)
        self.assertEqual(convert_helper.to_int0('1a'), 0)
        self.assertEqual(convert_helper.to_int0('aaa'), 0)
        self.assertEqual(convert_helper.to_int0(''), 0)
        self.assertEqual(convert_helper.to_int0(None), 0)
        self.assertEqual(convert_helper.to_int0('-1'), 0)
        self.assertEqual(convert_helper.to_int0(10), 10)
        self.assertEqual(convert_helper.to_int0(-10), 0)

        self.assertEqual(convert_helper.to_int1(''), 1)
        self.assertEqual(convert_helper.to_int1('1.0'), 1)
        self.assertEqual(convert_helper.to_int1('1a'), 1)
        self.assertEqual(convert_helper.to_int1('aaa'), 1)
        self.assertEqual(convert_helper.to_int1(''), 1)
        self.assertEqual(convert_helper.to_int1(None), 1)
        self.assertEqual(convert_helper.to_int1('-1'), 1)
        self.assertEqual(convert_helper.to_int1(10), 10)
        self.assertEqual(convert_helper.to_int1(-10), 1)

if __name__ == '__main__':
    unittest.main()

　　在这个单元测试中，我们使用的是python自带的unittest这个模块。

　　这里我们调用了unittest的断言函数assertEqual（等于）来判断convert_helper包的to_int()、to_int0()、to_int1()函数的执行结果是否和我们设定的值一致

　　通过测试可以看到，to_int系列函数的值是不一样的：

输入值	调用函数 to_int()	调用函数 to_int0()	调用函数 to_int1()
非数值型字符串	0	0	1
-1	-1	0	1
10	10	10	10

　　unittest还有很多其他断言函数提供给我们使用，比如assertNotEqual（不等于）、assertGreaterEqual（大于等于）、assertGreater（大于）、assertAlmostEqual（约等于）、assertIsNotNone（不等于None）、assertIn（in）、assertNotIn（not in）、assertIs（is）、assertDictEqual（字典比较）、assertListEqual（列表比较）......还有好多其他类型的判断处理。

　　使用单元测试除了上面所说的好处外，它还可以帮助我们实现自动化测试。比如说项目开发的过程中，有人修改了底层的这些工具函数，增加了新的判断处理，这可能只是一个小小的修改，大家都觉得不会有什么问题，但有可能这点小改动会造成灾难性的故障（我本人就试过，有些很小很小的改动，对多个合作客户调用的接口测试过也没有问题，可没想到遗漏了另外一个客户的测试，然后造成那个合作客户的用户访问都出现异常，无法从我的系统中读取到数据）。而有了这些已经实现了的自动化测试用例在，修改过或上线前，只需要简单的点一下运行，就可以帮我们对所有函数都进行全面的测试，帮我们及时找到可能出现的Bug。

　　对于float类型数值和decimal类型数值，如果有需要，大家也可以自己去添加0或1最小值的判断。

　　to_datetime()函数，会根据输入的日期字符串格式，转换成对应的日期（如：2017-09-01）、日期时间（2017-09-01 11:11）、日期时分秒（2017-09-01 11:11:11）、日期时分秒毫秒类型（2017-09-01 11:11:11.111），得到的值是datetime类型

　　当然也可以直接使用打印输出结果的方式来进行测试，不过结果无法自动进行判断是否是我们期望的值

    def test_to_datetime(self):
        print('---test_to_datetime---')
        print(convert_helper.to_datetime(None))
        print(convert_helper.to_datetime(''))
        print(convert_helper.to_datetime('xxx'))
        print(convert_helper.to_datetime('2017-09-01'))
        print(convert_helper.to_datetime('2017-09-01 11:11'))
        print(convert_helper.to_datetime('2017-09-0111:11'))
        print(convert_helper.to_datetime('2017-09-01 11:11:11'))
        print(convert_helper.to_datetime('2017-09-01 11:11:11.111'))

　　得到的结果是：

---test_to_datetime---
None
None
None
2017-09-01 00:00:00
2017-09-01 11:11:00
None
2017-09-01 11:11:11
2017-09-01 11:11:11.111000

　　对于日期类的测试如果使用断言，我们通常要创建生成一个日期变量，然后在进行判断

        self.assertEqual(convert_helper.to_datetime(None), None)
        self.assertEqual(convert_helper.to_datetime(''), None)
        self.assertEqual(convert_helper.to_datetime('xxx'), None)
        result = datetime.datetime(2017, 9, 1)
        self.assertEqual(convert_helper.to_datetime('2017-09-01'), result)
        result = datetime.datetime(2017, 9, 1, 11, 11)
        self.assertEqual(convert_helper.to_datetime('2017-09-01 11:11'), result)
        self.assertEqual(convert_helper.to_datetime('2017-09-0111:11'), None)
        result = datetime.datetime(2017, 9, 1, 11, 11, 11)
        self.assertEqual(convert_helper.to_datetime('2017-09-01 11:11:11'), result)
        result = datetime.datetime(2017, 9, 1, 11, 11, 11, 111000)
        self.assertEqual(convert_helper.to_datetime('2017-09-01 11:11:11.111'), result)

　　to_date()函数是用来将各种格式的日期字符串，转换为只含年月日（2017-09-01）的日期格式，具体大家使用代码测试一下就知道了

　　to_timestamp10()函数是用来将各种格式的日期字符串，转换为长度为10位长度的时间戳

　　to_timestamp13()函数是用来将各种格式的日期字符串，转换为长度为13位长度的时间戳

　　具体这些测试例子，可下载文章后面的源码包查看了解

　　下面我们来熟悉一下datetime_helper.py这个日期函数操作包，这个包里的函数类型主要有两大类，一种是日期类型转换，将日期类型格式化为字符串类型或转换为数值类型；另一种是对日期类型的比较或运算。

　　先上代码：

 #!/usr/bin/evn python
 # coding=utf-8

 import time
 import datetime

 def to_date(dt):
     """将时间格式化为日期字符串"""
     if isinstance(dt, datetime.datetime):
         return dt.strftime('%Y-%m-%d')
     elif isinstance(dt, datetime.date):
         return dt.strftime('%Y-%m-%d')
     else:
         raise Exception("日期类型错误")

 def to_datetime(dt):
     """将时间格式化为日期时间字符串"""
     if isinstance(dt, datetime.datetime):
         return dt.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')
     elif isinstance(dt, datetime.date):
         return dt.strftime('%Y-%m-%d')
     else:
         raise Exception("日期类型错误")

 def to_number():
     """当前时间转换为年月日时分秒毫秒共10位数的字符串"""
     return datetime.datetime.now().strftime('%Y%m%d%H%M%S')

 def to_timestamp10():
     """获取当前时间长度为10位长度的时间戳"""
     return int(time.time())

 def to_timestamp13():
     """获取当前时间长度为13位长度的时间戳"""
     return int(time.time() * 1000)

 def timedelta(sign, dt, value):
     """
     对指定时间进行加减运算，几秒、几分、几小时、几日、几周、几月、几年
     sign: y = 年, m = 月, w = 周, d = 日, h = 时, n = 分钟, s = 秒
     dt: 日期，只能是datetime或datetime.date类型
     value: 加减的数值
     return: 返回运算后的datetime类型值
     """
     if not isinstance(dt, datetime.datetime) and not isinstance(dt, datetime.date):
         raise Exception("日期类型错误")

     if sign == 'y':
         year = dt.year + value
         if isinstance(dt, datetime.date):
             return datetime.datetime(year, dt.month, dt.day)
         elif isinstance(dt, datetime.datetime):
             return datetime.datetime(year, dt.month, dt.day, dt.hour, dt.minute, dt.second, dt.microsecond)
         else:
             return None
     elif sign == 'm':
         year = dt.year
         month = dt.month + value
         ### 如果月份加减后超出范围，则需要计算一下，对年份进行处理 ###
         # 如果月份加减后等于0时，需要特殊处理一下
         if month == 0:
             year = year - 1
             month = 12
         else:
             # 对年月进行处理
             year = year + month // 12
             month = month % 12
         if isinstance(dt, datetime.date):
             return datetime.datetime(year, month, dt.day)
         elif isinstance(dt, datetime.datetime):
             return datetime.datetime(year, month, dt.day, dt.hour, dt.minute, dt.second, dt.microsecond)
         else:
             return None
     elif sign == 'w':
         delta = datetime.timedelta(weeks=value)
     elif sign == 'd':
         delta = datetime.timedelta(days=value)
     elif sign == 'h':
         delta = datetime.timedelta(hours=value)
     elif sign == 'n':
         delta = datetime.timedelta(minutes=value)
     elif sign == 's':
         delta = datetime.timedelta(seconds=value)
     else:
         return None

     return dt + delta

　　to开头的函数都是时间类型转换函数（PS：convert_helper.py包里是对日期格式字符串转为时间类型，而datetime_helper.py里所有操作，都是对时间类型进行处理的，将它们转为其他格式）

　　比如to_date()和to_datetime()，这两个函数分别是将时间类型格式化为年月日（2017-09-01）、年月日时分秒（2017-09-01 11:11:11）或数值字符串（20170901111111）

def to_date(dt):
    """将时间格式化为日期字符串"""
    if isinstance(dt, datetime.datetime):
        return dt.strftime('%Y-%m-%d')
    elif isinstance(dt, datetime.date):
        return dt.strftime('%Y-%m-%d')
    else:
        raise Exception("日期格式错误")

def to_datetime(dt):
    """将时间格式化为日期时间字符串"""
    if isinstance(dt, datetime.datetime):
        return dt.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')
    elif isinstance(dt, datetime.date):
        return dt.strftime('%Y-%m-%d')
    else:
        raise Exception("日期格式错误")

def to_number():
    """将当前时间转换为年月日时分秒毫秒共14位数的字符串"""
    return datetime.datetime.now().strftime('%Y%m%d%H%M%S')

　　而to_timestamp10()和to_timestamp13()是获取当前时间的时间戳

def to_timestamp10():
    """获取当前时间长度为10位长度的时间戳"""
    return int(time.time())

def to_timestamp13():
    """获取当前时间长度为13位长度的时间戳"""
    return int(time.time() * 1000)

　　对这种输出类型的函数测试，我们测试时直接打印到控制台就可以了

　　在test文件夹中创建datetime_helper_test.py文件，然后通过打印来查看各函数会输出什么值

#!/usr/bin/evn python
# coding=utf-8

import datetime
import unittest
from common import datetime_helper

class DatetimeHelperTest(unittest.TestCase):
    """日期函数操作包测试类"""

    def setUp(self):
        """初始化测试环境"""
        print('------ini------')

    def tearDown(self):
        """清理测试环境"""
        print('------clear------')

    def test(self):
        dt = datetime.datetime.now()
        print(datetime_helper.to_datetime(dt))
        print(datetime_helper.to_date(dt))
        print(datetime_helper.to_number())
        print(datetime_helper.to_timestamp10())
        print(datetime_helper.to_timestamp13())
if __name__ == '__main__':
    unittest.main()

　　运行后打印到控制台上的值：

------ini------
2017-09-01 18:45:39
2017-09-01
20170901184539
1504262739
1504262739217
------clear------

　　

 def timedelta(sign, dt, value):
     """
     对指定时间进行加减运算，几秒、几分、几小时、几日、几周、几月、几年
     sign: y = 年, m = 月, w = 周, d = 日, h = 时, n = 分钟, s = 秒
     dt: 日期，只能是datetime或datetime.date类型
     value: 加减的数值
     return: 返回运算后的datetime类型值
     """
     if not isinstance(dt, datetime.datetime) and not isinstance(dt, datetime.date):
         raise Exception("日期类型错误")

     if sign == 'y':
         year = dt.year + value
         if isinstance(dt, datetime.date):
             return datetime.datetime(year, dt.month, dt.day)
         elif isinstance(dt, datetime.datetime):
             return datetime.datetime(year, dt.month, dt.day, dt.hour, dt.minute, dt.second, dt.microsecond)
         else:
             return None
     elif sign == 'm':
         year = dt.year
         month = dt.month + value
         ### 如果月份加减后超出范围，则需要计算一下，对年份进行处理 ###
         # 如果月份加减后等于0时，需要特殊处理一下
         if month == 0:
             year = year - 1
             month = 12
         else:
             # 对年月进行处理
             year = year + month // 12
             month = month % 12
         if isinstance(dt, datetime.date):
             return datetime.datetime(year, month, dt.day)
         elif isinstance(dt, datetime.datetime):
             return datetime.datetime(year, month, dt.day, dt.hour, dt.minute, dt.second, dt.microsecond)
         else:
             return None
     elif sign == 'w':
         delta = datetime.timedelta(weeks=value)
     elif sign == 'd':
         delta = datetime.timedelta(days=value)
     elif sign == 'h':
         delta = datetime.timedelta(hours=value)
     elif sign == 'n':
         delta = datetime.timedelta(minutes=value)
     elif sign == 's':
         delta = datetime.timedelta(seconds=value)
     else:
         return None

     return dt + delta

　　timedelta()函数，它主要用于时间的加减运算，可以得出加减几秒、几分、几小时、几日、几周、几月、几年后的时间值是什么，这个函数在实际开发中使用频率还算是挺高的。

　　PS：原datetime.timedelta函数没有对年和月的加减运算，对这个我进行了扩展，增加了年和月的加减计算

   def test_timedelta(self):
        print('---test_timedelta---')
        result = datetime.datetime(2018, 9, 1)
        print(result)
        self.assertEqual(datetime_helper.timedelta('y', datetime.datetime(2017, 9, 1), 1), result)
        result = datetime.datetime(2016, 9, 1)
        print(result)
        self.assertEqual(datetime_helper.timedelta('y', datetime.datetime(2017, 9, 1), -1), result)
        result = datetime.datetime(2018, 3, 1)
        print(result)
        self.assertEqual(datetime_helper.timedelta('m', datetime.datetime(2017, 9, 1), 6), result)
        result = datetime.datetime(2017, 3, 1)
        print(result)
        self.assertEqual(datetime_helper.timedelta('m', datetime.datetime(2017, 9, 1), -6), result)
        result = datetime.datetime(2017, 3, 1)
        print(result)
        self.assertEqual(datetime_helper.timedelta('m', datetime.datetime(2017, 9, 1), -6), result)
        result = datetime.datetime(2017, 9, 8)
        print(result)
        self.assertEqual(datetime_helper.timedelta('w', datetime.datetime(2017, 9, 1), 1), result)
        result = datetime.datetime(2017, 8, 25)
        print(result)
        self.assertEqual(datetime_helper.timedelta('w', datetime.datetime(2017, 9, 1), -1), result)
        result = datetime.datetime(2017, 9, 2)
        print(result)
        self.assertEqual(datetime_helper.timedelta('d', datetime.datetime(2017, 9, 1), 1), result)
        result = datetime.datetime(2017, 8, 31)
        print(result)
        self.assertEqual(datetime_helper.timedelta('d', datetime.datetime(2017, 9, 1), -1), result)
        result = datetime.datetime(2017, 9, 1, 1)
        print(result)
        self.assertEqual(datetime_helper.timedelta('h', datetime.datetime(2017, 9, 1), 1), result)
        result = datetime.datetime(2017, 8, 31, 23)
        print(result)
        self.assertEqual(datetime_helper.timedelta('h', datetime.datetime(2017, 9, 1), -1), result)
        result = datetime.datetime(2017, 9, 1, 0, 1)
        print(result)
        self.assertEqual(datetime_helper.timedelta('n', datetime.datetime(2017, 9, 1), 1), result)
        result = datetime.datetime(2017, 8, 31, 23, 59)
        print(result)
        self.assertEqual(datetime_helper.timedelta('n', datetime.datetime(2017, 9, 1), -1), result)
        result = datetime.datetime(2017, 9, 1, 0, 0, 1)
        print(result)
        self.assertEqual(datetime_helper.timedelta('s', datetime.datetime(2017, 9, 1), 1), result)
        result = datetime.datetime(2017, 8, 31, 23, 59, 59)
        print(result)
        self.assertEqual(datetime_helper.timedelta('s', datetime.datetime(2017, 9, 1), -1), result)

　　运行后打印到控制台上的值：

------ini------
---test_timedelta---
2018-09-01 00:00:00
2016-09-01 00:00:00
2018-03-01 00:00:00
2017-03-01 00:00:00
2017-03-01 00:00:00
2017-09-08 00:00:00
2017-08-25 00:00:00
2017-09-02 00:00:00
2017-08-31 00:00:00
2017-09-01 01:00:00
2017-08-31 23:00:00
2017-09-01 00:01:00
2017-08-31 23:59:00
2017-09-01 00:00:01
2017-08-31 23:59:59
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