魔法方法:简单定制+习题复习

##简单定制
       ※基本要求：
          —定制一个计时器的类
          —start和stop方法代表启动计时和停止计时
          —假设计时器对象t1，print(t1)和直接调用t1均显示结果
          —当计时器未启动或已经停止计时，调用stop方法会给予温馨的提示
          —两个计时器对象可以进行相加：t1 + t2
          —只能使用提供的有限资源完成
            (公开的计数器模块很多，只要上网去找很容易找到类似的计时器的模块，只需要导入进去，会用里面的方法就可以了，但这样不是自己写的，达不到锻炼的目的,先做下演示：)

##你需要这些资源
       ※使用time模块的localtime方法获取时间
            (获取两次的时间，再相减接可以得到运行的时间)
          —扩展阅读：time 模块详解（时间获取和转换）

※time.localtime返回struct_time的时间格式

※表现你的类：__str__ 和 __repr__
(如果需求去表现你的类，就像输入t1就直接输出总共运行多少时间，这就需要重写str和repr方法)

(如上所示，__str__就是用在被打印的时候需要字符串的形式输出的时候，那么他就会找到__str__的魔法方法，然后把它返回的值给打印出来，相当于java 的toString方法，但直接输a，还是打印的是对象值，需要再次重写__repr__就可以直接输出字符串，如下：)

先完成基本计时功能：

import time as tclass MyTimer():# 开始计时def start(self):self.start = t.localtime()print("计时开始...")# 停止计时def stop(self):self.stop = t.localtime()self._calc()print("计时结束!")# 内部(私有)方法，计算运行时间def _calc(self):# 存差值self.lasted = []# 提示信息self.prompt = "总共运行了"# 只用那个时间元组的前6个元素for index in range(6):# 把他们的差值逐一添加到列表中self.lasted.append(self.stop[index] - self.start[index])self.prompt += str(self.lasted[index])print(self.prompt)

测试：

(000005表示是每一项的差值，了解更多time模块请去time 模块详解（时间获取和转换）)

完成计时基本功能后：完成输入t1和print(t1)都可以直接显示结果，那么就需要重写__str__和__repr__方法来实现

import time as tclass MyTimer():def __init__(self):# 用于人性化显示self.unit = ["年","月","天","小时","分钟","秒"]self.prompt = "未开始计时!"self.lasted = []#不要和方法名重复，否则会覆盖方法self.begin = 0self.end = 0# 重写str实现print(t1)输出结果def  __str__(self):return self.prompt# 两个都是一样的__repr__ = __str__# 实现两个对象可以相加def __add__(self,other):# 普通变量就好prompt = "总共运行了"result = []for index in range(6):result.append(self.lasted[index] + other.lasted[index])if result[index]:prompt +=(str(result[index])+self.unit[index])return prompt# 开始计时def start(self):self.begin = t.localtime()self.prompt ="提示:请先调用stop()停止计时!"print("计时开始...")# 停止计时def stop(self):if not self.begin:print("提示:请先调用start()进行计时!")else:self.end = t.localtime()self._calc()print("计时结束!")# 内部(私有)方法，计算运行时间def _calc(self):# 存差值self.lasted = []# 提示信息self.prompt = "总共运行了"# 只用那个时间元组的前6个元素for index in range(6):# 把他们的差值逐一添加到列表中self.lasted.append(self.end[index] - self.begin[index])if self.lasted[index]: #差值为0就不会进入self.prompt += str(self.lasted[index]) + self.unit[index]#为下一轮计时初始化变量self.begin = 0self.end = 0

##进阶定制
       ※如果开始计时的时间是（2022年2月22日16:30:30），停止时间是（2025年1月23日15:30:30），那按照我们用停止时间减开始时间的计算方式就会出现负数（3年-1月1天-1小时），你应该对此做一些转换。
       ※现在的计算机速度都非常快，而我们这个程序最小的计算单位却只是秒，精度是远远不够的。
##温故知新之习题
            0. 按照课堂中的程序，如果开始计时的时间是（2022年2月22日16:30:30），停止时间是（2025年1月23日15:30:30），那按照我们用停止时间减开始时间的计算方式就会出现负数，你应该对此做一些转换。
           答：

import time as tclass MyTimer:def __init__(self):self.unit = ['年', '月', '天', '小时', '分钟', '秒']self.borrow = [0, 12, 31, 24, 60, 60]self.prompt = "未开始计时！"self.lasted = []self.begin = 0self.end = 0def __str__(self):return self.prompt__repr__ = __str__def __add__(self, other):prompt = "总共运行了"result = []for index in range(6):result.append(self.lasted[index] + other.lasted[index])if result[index]:prompt += (str(result[index]) + self.unit[index])return prompt# 开始计时def start(self):self.begin = t.localtime()self.prompt = "提示：请先调用 stop() 停止计时！"print("计时开始...")# 停止计时def stop(self):if not self.begin:print("提示：请先调用 start() 进行计时！")else:self.end = t.localtime()self._calc()print("计时结束！")# 内部方法，计算运行时间def _calc(self):self.lasted = []self.prompt = "总共运行了"for index in range(6):temp = self.end[index] - self.begin[index]# 低位不够减，需向高位借位 if temp < 0:# 测试高位是否有得“借”，没得借的话向再高位借......i = 1while self.lasted[index-i] < 1:self.lasted[index-i] += self.borrow[index-i] - 1self.lasted[index-i-1] -= 1i += 1self.lasted.append(self.borrow[index] + temp)self.lasted[index-1] -= 1else:self.lasted.append(temp)# 由于高位随时会被借位，所以打印要放在最后for index in range(6):if self.lasted[index]:self.prompt += str(self.lasted[index]) + self.unit[index]# 为下一轮计时初始化变量self.begin = 0self.end = 0

1. 相信大家已经意识到不对劲了：为毛一个月一定要31天?不知道有可能也是30天或者29天吗？（上一题我们的答案是假设一个月31天）

没错，如果要正确得到月份的天数，我们还需要考虑是否闰年，还有每月的最大天数，所以太麻烦了……如果我们不及时纠正，我们会在错误的道路上越走越远……

所以，这一次，小甲鱼提出了更优秀的解决方案（Python官方推荐）：用 time 模块的 perf_counter() 和 process_time() 来计算，其中 perf_counter() 返回计时器的精准时间（系统的运行时间）； process_time() 返回当前进程执行 CPU 的时间总和。

题目：改进我们课堂中的例子，这次使用 perf_counter() 和 process_time() 作为计时器。另外增加一个 set_timer() 方法，用于设置默认计时器（默认是 perf_counter()，可以通过此方法修改为 process_time()）。
答：

import time as tclass MyTimer:def __init__(self):self.prompt = "未开始计时！"self.lasted = 0.0self.begin = 0self.end = 0self.default_timer = t.perf_counterdef __str__(self):return self.prompt__repr__ = __str__def __add__(self, other):result = self.lasted + other.lastedprompt = "总共运行了 %0.2f 秒" % resultreturn prompt# 开始计时def start(self):self.begin = self.default_timer()self.prompt = "提示：请先调用 stop() 停止计时！"print("计时开始...")# 停止计时def stop(self):if not self.begin:print("提示：请先调用 start() 进行计时！")else:self.end = self.default_timer()self._calc()print("计时结束！")# 内部方法，计算运行时间def _calc(self):self.lasted = self.end - self.beginself.prompt = "总共运行了 %0.2f 秒" % self.lasted# 为下一轮计时初始化变量self.begin = 0self.end = 0# 设置计时器(time.perf_counter() 或 time.process_time())def set_timer(self, timer):if timer == 'process_time':self.default_timer = t.process_timeelif timer == 'perf_counter':self.default_timer = t.perf_counterelse:print("输入无效，请输入 perf_counter 或 process_time")

2. 既然咱都做到了这一步，那不如再深入一下。再次改进我们的代码，让它能够统计一个函数运行若干次的时间。
要求一：函数调用的次数可以设置（默认是 1000000 次）
要求二：新增一个 timing() 方法，用于启动计时器

>>> ================================ RESTART ================================
>>>
>>> def test():text = "I love FishC.com!"char = 'o'if char in text:pass>>> t1 = MyTimer(test)
>>> t1.timing()
>>> t1
总共运行了 0.27 秒
>>> t2 = MyTimer(test, 100000000)
>>> t2.timing()
>>> t2
总共运行了 25.92 秒
>>> t1 + t2
'总共运行了 26.19 秒'

答：

import time as tclass MyTimer:def __init__(self, func, number=1000000):self.prompt = "未开始计时！"self.lasted = 0.0self.default_timer = t.perf_counterself.func = funcself.number = numberdef __str__(self):return self.prompt__repr__ = __str__def __add__(self, other):result = self.lasted + other.lastedprompt = "总共运行了 %0.2f 秒" % resultreturn prompt# 内部方法，计算运行时间def timing(self):self.begin = self.default_timer()for i in range(self.number):self.func()self.end = self.default_timer()self.lasted = self.end - self.beginself.prompt = "总共运行了 %0.2f 秒" % self.lasted# 设置计时器(time.perf_counter() 或 time.process_time())def set_timer(self, timer):if timer == 'process_time':self.default_timer = t.process_timeelif timer == 'perf_counter':self.default_timer = t.perf_counterelse:print("输入无效，请输入 perf_counter 或 process_time")

学习完这一节课后，我想告诉大家一件事，其实，关于 Python 代码优化你需要知道的最重要问题是，决不要自己编写计时函数！！！！！

为一个很短的代码计时都很复杂，因为你不知道处理器有多少时间用于运行这个代码？有什么在后台运行？小小的疏忽可能破坏你的百年大计，后台服务偶尔被 “唤醒” 在最后千分之一秒做一些像查收信件，连接计时通信服务器，检查应用程序更新，扫描病毒，查看是否有磁盘被插入光驱之类很有意义的事。在开始计时测试之前，把一切都关掉，断开网络的连接。再次确定一切都关上后关掉那些不断查看网络是否恢复的服务等等。

接下来是计时框架本身引入的变化因素。Python 解释器是否缓存了方法名的查找？是否缓存代码块的编译结果？正则表达式呢? 你的代码重复运行时有副作用吗？不要忘记，你的工作结果将以比秒更小的单位呈现，你的计时框架中的小错误将会带来不可挽回的结果扭曲。

Python 社区有句俗语：“Python 自己带着电池。” 别自己写计时框架。Python 具备一个叫做 timeit 的完美计时工具。

或许你现在怨恨我为什么不早点说，但如果你在这节课的折腾中已经掌握了类的定制和使用，那我的目的就达到了。接下来，请认真阅读更为专业的计时器用法及实现源码：Python扩展阅读：timeit 模块详解（准确测量小段代码的执行时间）,

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