Python基础语法(十四)：Python常用内置模块及功能

Python标准库提供了丰富的内置模块，无需额外安装即可使用。以下是按功能分类的常用内置模块及其核心功能：

一、文件与操作系统交互

1. os 模块

• 功能：操作系统接口
• 常用方法：

  os.getcwd()       # 获取当前工作目录
  os.listdir()      # 列出目录内容
  os.mkdir()        # 创建目录
  os.rename()       # 重命名文件
  os.path.join()    # 智能拼接路径
  os.path.exists()  # 检查路径是否存在
  

2. sys 模块

• 功能：系统相关参数和函数
• 常用方法：

  sys.argv          # 命令行参数列表
  sys.exit()        # 退出程序
  sys.path          # Python模块搜索路径
  sys.version       # Python版本信息
  

3. pathlib (Python 3.4+)

• 功能：面向对象的文件系统路径操作
• 示例：

  from pathlib import Path
  p = Path('.')  # 当前目录
  p.glob('*.py') # 查找所有.py文件
  

二、数据处理与序列化

1. json 模块

• 功能：JSON编码解码
• 常用方法：

  json.dumps(obj)   # 对象→JSON字符串
  json.loads(json_str) # JSON字符串→对象
  json.dump(obj, file) # 写入JSON文件
  json.load(file)    # 读取JSON文件
  

2. pickle 模块

• 功能：Python对象序列化
• 特点：
  • 专为Python设计，支持几乎所有Python对象
  • 序列化后的数据是二进制格式

3. collections 模块

• 功能：扩展的数据容器
• 常用类：

  from collections import defaultdict, Counter, deque# 默认值字典
  dd = defaultdict(int)# 计数器
  cnt = Counter('abracadabra')# 双端队列
  dq = deque([1,2,3])
  

三、日期与时间处理

1. datetime 模块

• 功能：日期时间操作
• 核心类：

  from datetime import datetime, timedeltanow = datetime.now()  # 当前时间
  tomorrow = now + timedelta(days=1)  # 时间计算
  

2. time 模块

• 功能：时间访问和转换
• 常用方法：

  time.time()      # 时间戳(秒)
  time.sleep(1)    # 暂停1秒
  time.strftime()  # 格式化时间
  

四、数学与随机数

1. math 模块

• 功能：数学运算
• 常用方法：

  math.sqrt(x)    # 平方根
  math.sin(x)     # 正弦函数
  math.pi         # 圆周率π
  math.factorial(n) # 阶乘
  

2. random 模块

• 功能：生成伪随机数
• 常用方法：

  random.random()       # [0,1)随机浮点数
  random.randint(a,b)   # [a,b]随机整数
  random.choice(seq)    # 序列随机元素
  random.shuffle(lst)   # 列表随机排序
  

五、网络与互联网

1. urllib 系列

• 功能：URL处理
• 常用子模块：

  from urllib.request import urlopen
  from urllib.parse import urlparseresp = urlopen('http://example.com')
  parsed = urlparse('http://example.com/path?query=1')
  

2. socket 模块

• 功能：底层网络接口
• 典型用法：

  import socket
  s = socket.socket()
  s.connect(('example.com', 80))
  

六、调试与开发工具

1. logging 模块

• 功能：日志记录
• 基本配置：

  import logging
  logging.basicConfig(level=logging.INFO)
  logging.info('程序启动')
  

2. pdb 模块

• 功能：Python调试器
• 使用方法：

  import pdb; pdb.set_trace()  # 设置断点
  

七、其他实用模块

模块名	主要功能	典型应用场景
re	正则表达式操作	文本模式匹配
itertools	迭代器工具	高效循环组合
functools	高阶函数工具	装饰器、偏函数
zipfile	ZIP压缩文件操作	文件打包解压
csv	CSV文件读写	表格数据处理
hashlib	安全哈希算法	密码加密存储
sqlite3	SQLite数据库接口	轻量级数据库操作

使用技巧

1. 查看模块内容：

   import math
   print(dir(math))  # 查看所有可用函数
   

2. 快速帮助：

   help(math.sqrt)  # 查看函数文档
   

3. 模块重命名：

   import numpy as np  # 标准做法
   

这些内置模块覆盖了Python开发的绝大多数基础需求，熟练掌握它们可以大幅提升开发效率。建议在实际项目中多查阅官方文档，了解每个模块的更多细节功能。