python 標準庫簡介

操做系統接口

os 模塊提供了許多與操做系統交互的函數:

>>>

>>> import os >>> os.getcwd() # Return the current working directory 'C:\\Python37' >>> os.chdir('/server/accesslogs') # Change current working directory >>> os.system('mkdir today') # Run the command mkdir in the system shell 0 

必定要使用 import os 而不是 from os import * 。這將避免內建的 open() 函數被 os.open() 隱式替換掉，它們的使用方式大不相同。

內置的 dir() 和 help() 函數可用做交互式輔助工具，用於處理大型模塊，如 os:

>>>

>>> import os >>> dir(os) <returns a list of all module functions> >>> help(os) <returns an extensive manual page created from the module's docstrings> 

對於平常文件和目錄管理任務， shutil 模塊提供了更易於使用的更高級別的接口:

>>>

>>> import shutil >>> shutil.copyfile('data.db', 'archive.db') 'archive.db' >>> shutil.move('/build/executables', 'installdir') 'installdir' 

文件通配符

glob 模塊提供了一個在目錄中使用通配符搜索建立文件列表的函數:

>>>

>>> import glob >>> glob.glob('*.py') ['primes.py', 'random.py', 'quote.py'] 

命令行參數

通用實用程序腳本一般須要處理命令行參數。這些參數做爲列表存儲在 sys 模塊的 argv 屬性中。例如，如下輸出來自在命令行運行 python demo.py one two three

>>>

>>> import sys >>> print(sys.argv) ['demo.py', 'one', 'two', 'three'] 

getopt 模塊使用Unix getopt() 函數的約定來處理 sys.argv 。 argparse 模塊提供了更強大，更靈活的命令行參數處理。

錯誤輸出重定向和程序終止

sys 模塊還具備 stdin ， stdout 和 stderr 的屬性。後者對於發出警告和錯誤消息很是有用，即便在 stdout 被重定向後也能夠看到它們:

>>>

>>> sys.stderr.write('Warning, log file not found starting a new one\n') Warning, log file not found starting a new one 

終止腳本的最直接方法是使用 sys.exit() 。

字符串模式匹配

re 模塊爲高級字符串處理提供正則表達式工具。對於複雜的匹配和操做，正則表達式提供簡潔，優化的解決方案:

>>>

>>> import re >>> re.findall(r'\bf[a-z]*', 'which foot or hand fell fastest') ['foot', 'fell', 'fastest'] >>> re.sub(r'(\b[a-z]+) \1', r'\1', 'cat in the the hat') 'cat in the hat' 

當只須要簡單的功能時，首選字符串方法由於它們更容易閱讀和調試:

>>>

>>> 'tea for too'.replace('too', 'two') 'tea for two' 

數學

math 模塊提供對浮點數學的底層C庫函數的訪問:

>>>

>>> import math >>> math.cos(math.pi / 4) 0.70710678118654757 >>> math.log(1024, 2) 10.0 

random 模塊提供了進行隨機選擇的工具:

>>>

>>> import random >>> random.choice(['apple', 'pear', 'banana']) 'apple' >>> random.sample(range(100), 10) # sampling without replacement [30, 83, 16, 4, 8, 81, 41, 50, 18, 33] >>> random.random() # random float 0.17970987693706186 >>> random.randrange(6) # random integer chosen from range(6) 4 

statistics 模塊計算數值數據的基本統計屬性（均值，中位數，方差等）:

>>>

>>> import statistics >>> data = [2.75, 1.75, 1.25, 0.25, 0.5, 1.25, 3.5] >>> statistics.mean(data) 1.6071428571428572 >>> statistics.median(data) 1.25 >>> statistics.variance(data) 1.3720238095238095 

SciPy項目 <https://scipy.org> 有許多其餘模塊用於數值計算。

互聯網訪問

有許多模塊可用於訪問互聯網和處理互聯網協議。其中兩個最簡單的 urllib.request 用於從URL檢索數據，以及 smtplib 用於發送郵件:

>>>

>>> from urllib.request import urlopen >>> with urlopen('http://tycho.usno.navy.mil/cgi-bin/timer.pl') as response: ... for line in response: ... line = line.decode('utf-8') # Decoding the binary data to text. ... if 'EST' in line or 'EDT' in line: # look for Eastern Time ... print(line) <BR>Nov. 25, 09:43:32 PM EST >>> import smtplib >>> server = smtplib.SMTP('localhost') >>> server.sendmail('soothsayer@example.org', 'jcaesar@example.org', ... """To: jcaesar@example.org ... From: soothsayer@example.org ... ... Beware the Ides of March. ... """) >>> server.quit() 

（請注意，第二個示例須要在localhost上運行的郵件服務器。）

日期和時間

datetime 模塊提供了以簡單和複雜的方式操做日期和時間的類。雖然支持日期和時間算法，但實現的重點是有效的成員提取以進行輸出格式化和操做。該模塊還支持可感知時區的對象。

>>>

>>> # dates are easily constructed and formatted >>> from datetime import date >>> now = date.today() >>> now datetime.date(2003, 12, 2) >>> now.strftime("%m-%d-%y. %d %b %Y is a %A on the %d day of %B.") '12-02-03. 02 Dec 2003 is a Tuesday on the 02 day of December.' >>> # dates support calendar arithmetic >>> birthday = date(1964, 7, 31) >>> age = now - birthday >>> age.days 14368 

數據壓縮

常見的數據存檔和壓縮格式由模塊直接支持，包括：zlib, gzip, bz2, lzma, zipfile 和 tarfile。:

>>>

>>> import zlib >>> s = b'witch which has which witches wrist watch' >>> len(s) 41 >>> t = zlib.compress(s) >>> len(t) 37 >>> zlib.decompress(t) b'witch which has which witches wrist watch' >>> zlib.crc32(s) 226805979 

性能測量

一些Python用戶對了解同一問題的不一樣方法的相對性能產生了濃厚的興趣。 Python提供了一種能夠當即回答這些問題的測量工具。

例如，元組封包和拆包功能相比傳統的交換參數可能更具吸引力。timeit 模塊能夠快速演示在運行效率方面必定的優點:

>>>

>>> from timeit import Timer >>> Timer('t=a; a=b; b=t', 'a=1; b=2').timeit() 0.57535828626024577 >>> Timer('a,b = b,a', 'a=1; b=2').timeit() 0.54962537085770791 

與 timeit 的精細粒度級別相反， profile 和 pstats 模塊提供了用於在較大的代碼塊中識別時間關鍵部分的工具。

質量控制

開發高質量軟件的一種方法是在開發過程當中爲每一個函數編寫測試，並在開發過程當中常常運行這些測試。

doctest 模塊提供了一個工具，用於掃描模塊並驗證程序文檔字符串中嵌入的測試。測試構造就像將典型調用及其結果剪切並粘貼到文檔字符串同樣簡單。這經過向用戶提供示例來改進文檔，而且它容許doctest模塊確保代碼保持對文檔的真實:

def average(values): """Computes the arithmetic mean of a list of numbers.  >>> print(average([20, 30, 70]))  40.0  """ return sum(values) / len(values) import doctest doctest.testmod() # automatically validate the embedded tests 

unittest 模塊不像 doctest 模塊那樣易於使用，但它容許在一個單獨的文件中維護更全面的測試集:

import unittest class TestStatisticalFunctions(unittest.TestCase): def test_average(self): self.assertEqual(average([20, 30, 70]), 40.0) self.assertEqual(round(average([1, 5, 7]), 1), 4.3) with self.assertRaises(ZeroDivisionError): average([]) with self.assertRaises(TypeError): average(20, 30, 70) unittest.main() # Calling from the command line invokes all tests 

 自帶電池

Python有「自帶電池」的理念。經過其包的複雜和強大功能能夠最好地看到這一點。例如:

• xmlrpc.client 和 xmlrpc.server 模塊使遠程過程調用實現了幾乎可有可無的任務。儘管有模塊名稱，但不須要直接瞭解或處理XML。
• email 包是一個用於管理電子郵件的庫，包括MIME和其餘：基於 RFC 2822 的郵件文檔。與 smtplib 和 poplib 實際上發送和接收消息不一樣，電子郵件包具備完整的工具集，用於構建或解碼複雜的消息結構（包括附件）以及實現互聯網編碼和標頭協議。
•  json 包爲解析這種流行的數據交換格式提供了強大的支持。 csv 模塊支持以逗號分隔值格式直接讀取和寫入文件，這些格式一般由數據庫和電子表格支持。 XML處理由 xml.etree.ElementTree ， xml.dom 和 xml.sax 包支持。這些模塊和軟件包共同大大簡化了Python應用程序和其餘工具之間的數據交換。
• sqlite3 模塊是SQLite數據庫庫的包裝器，提供了一個可使用稍微非標準的SQL語法更新和訪問的持久數據庫。
• 國際化由許多模塊支持，包括 gettext ， locale ，以及 codecs 包。