第10章 Python 标准库

10.1 内置函数

abs()	dict()	help()	min()	setattr()
all()	dir()	hex()	next()	slice()
any()	divmod()	id()	object()	sorted()
ascii()	enumerate()	input()	oct()	staticmethod()
bin()	eval()	int()	open()	str()
bool()	exec()	isinstance()	ord()	sum()
byterarray()	filter()	issubclass()	pow()	super()
bytes()	float()	iter()	print()	tuple()
callable()	format()	len()	property()	type()
chr()	frozenset()	list()	range()	vars()
classmethod()	getattr()	locals()	repr()	zip()
compile()	globals()	map()	reversed()	__import__()
complex()	hasattr()	max()	round()
delattr()	hash()	memoryview()	set()

10.2 内置常量

1. False
2. True
3. None
4. NotImplemented
5. Ellipsis
6. __debug__

10.3 内置数据类型

10.3.1 真值测试

以下内置对象被认为是 False：

1. 定义为 False 的变量：None 和 False
2. 数字0类型：0，0.0，0j，Decimal(0)，Fraction(0, 1)
3. 空序列和集合：' '，( )，[ ]，{ }，set()，range(0)
   此外，0 和 False 等价，1 和 True 等价。

10.3.2 布尔操作 - and，or，not

操作	结果
x or y	如果 x 为假，则 y，否则 x
x and y	如果 x 为假，则 x，否则 y
not x	如果 x 为假，则真，否则假

10.3.3 比较操作

操作	含义
<	严格小于
<=	小于或等于
>	严格大于
>=	大于或等于
==	等于
!=	不等于
is	属于
is not	不属于

10.3.4 数字类型 - int，float，complex

数字类型包括：整数、浮点数和复数，分别使用 int()，float()，complex()创建。对于一个复数 z，分别使用 z.real 和 z.imag 获得实部和虚部。

操作	结果
x + y	x 和 y 的和
x - y	x 和 y 的差
x * y	x 和 y 的积
x / y	x 和 y 的商
x // y	x 和 y 的商向下取整
x % y	x / y 的余数
-x	x 的相反数
+x	x
abs(x)	x 的绝对值
int(x)	把 x 转化成整数
float(x)	把 x 转化成浮点数
complex(re, im)	把 re 转化成实部，im 转化成虚部
c.conjugate()	复数 c 的共轭复数
divmod(x, y)	元组(x // y, x % y)
pow(x, y)	x 的 y 次方
x ** y	x 的 y 次方

数字类型操作运算：

操作	结果
x + y	x 和 y 的和
x - y	x 和 y 的差
x * y	x 和 y 的积
x / y	x 和 y 的商
x // y	x 和 y 的商向下取整
x % y	x / y 的余数
-x	x 的相反数
+x	x
abs(x)	x 的绝对值
int(x)	把 x 转化成整数
float(x)	把 x 转化成浮点数
complex(re, im)	把 re 转化成实部，im 转化成虚部
c.conjugate()	复数 c 的共轭复数
divmod(x, y)	元组(x // y, x % y)
pow(x, y)	x 的 y 次方
x ** y	x 的 y 次方

10.3.5 迭代器和生成器类型

iterator.__iter__()
iterator.__next__()

10.3.6 序列类型 - list，tuple，range

1. 序列类型操作运算：

操作	结果
x in s	如果 x 是 s 子串，返回真，否则假
x not in s	如果 x 不是 s 子串，返回真，否则假
s + t	连接 s 和 t
s * n 或 n * s	重复 n 次 s
s[i]	s 的第 i 项，从 0 开始
s[i: j]	切片，从 s 的 第 i 项到第 j - 1 项
s[i: j: k]	切片，以步长 k 从 s 的 第 i 项到第 j - 1 项
len(s)	s 的长度
min(s)	s 的最小项
max(s)	s 的最大项
s.index(x[, i[, j]])	x 在 s 中第一次出现的位置，在 s 的 i 到 j-1 之间
s.count(x)	x 在 s 中出现的次数

2. 可变序列操作运算：

操作	结果
s[i] = x	用 x 替换 s 中的第 i 项
s[i: j] = t	用可迭代 t 替换切片 s 从 i 到 j-1
del s[i: j]	删除切片 s 从 i 到 j-1，等价于 s[i: j] = [ ]
s[i: j: k] = t	用 t 替代 s[i: j: k] 中的元素
del s[i: j: k]	删除 s[i: j: k] 中的元素
s.append(x)	把 x 添加到序列末尾，等价于 s[len(s): len(s)] = [x]
s.clear()	移除 s 所有元素，等价于 del s[:]
s.copy()	创建 s 的副本，等价于 s[:]
s.extend(t) 或 s += t	把 t 添加到 s，等价于 s[len(s): len(s)] = t
s *= n	更新并重复 n 次 s
s.insert(i, x)	把 x 插入到 s 的第 i 个位置
s.pop([i])	从 s 中移除第 i 个位置的元素，默认是最后一个
s.remove(x)	移除在 s 中出现的第一个 x
s.reverse()	把 s 的所有元素反转

3. 列表 - Lists
   创建列表的方法：
   （1）使用一对中括号创建一个空列表：[ ]
   （2）使用一对中括号，元素之间用逗号分隔：[a]或[a, b, c]
   （3）使用一个列表理解：[x for x in iterable]
   （4）使用类型构造函数：list() 或 list(iterable)

4. 元组 - Tuples
   创建元组的方法：
   （1）使用一对小括号创建一个空元祖：( )
   （2）使用一个逗号创建只有一项的元组：a, 或(a,)
   （3）使用逗号分隔：a, b, c 或 (a, b, c)
   （4）使用内置 tuple() 函数：tuple() 或 tuple(iterable)

5. 随机序列 - Ranges
   class range(stop)
   class range(start, stop[, step])

10.3.7 文本序列类型 - str

字符串表示形式：
（1）单引号：'允许包含"双"引号'
（2）双引号："允许包含'单'引号"
（3）三引号：'''三单引号''' 或 """三双引号"""

10.3.8 二进制序列类型 - bytes，bytearray，memoryview

1. bytes 表示形式：
   （1）单引号：b'允许包含"双"引号'
   （2）双引号：b"允许包含'单'引号"
   （3）三引号：b'''三单引号''' 或 b"""三双引号"""

2. bytearray 表示形式：
   （1）创建一个空实例：bytearray()
   （2）创建一个给定长度的0填充实例：bytearray(10)
   （3）从一个整型可迭代对象创建：bytearray(range(20))
   （4）从一个存在的二进制数据复制：bytearray(b'Hi!')

3. memoryview 表示形式：
   使用 memoryview()

10.3.9 集合类型 - set，frozenset

10.3.10 字典类型 - dict

10.3.11 上下文管理器类型

使用 with

10.3.12 其他内置类型

1. 模块 - Modules
2. 类和类实例 - Classes，Class Instances
3. 函数 - Functions
4. 方法 - Methods
5. 代码对象 - Code Objects
6. 类型对象 - Type Objects
7. 空值对象 - Null Object
8. 省略对象 - Ellipsis Object
9. 非实现对象 - NotImplemented Obejct
10. 布尔值 - Boolean Values
11. 内部对象 - Internal Objects

10.3.13 特殊属性 - Special Attributes

10.4 内置异常类型

BaseException
 +-- SystemExit
 +-- KeyboardInterrupt
 +-- GeneratorExit
 +-- Exception
      +-- StopIteration
      +-- StopAsyncIteration
      +-- ArithmeticError
      |    +-- FloatingPointError
      |    +-- OverflowError
      |    +-- ZeroDivisionError
      +-- AssertionError
      +-- AttributeError
      +-- BufferError
      +-- EOFError
      +-- ImportError
      |    +-- ModuleNotFoundError
      +-- LookupError
      |    +-- IndexError
      |    +-- KeyError
      +-- MemoryError
      +-- NameError
      |    +-- UnboundLocalError
      +-- OSError
      |    +-- BlockingIOError
      |    +-- ChildProcessError
      |    +-- ConnectionError
      |    |    +-- BrokenPipeError
      |    |    +-- ConnectionAbortedError
      |    |    +-- ConnectionRefusedError
      |    |    +-- ConnectionResetError
      |    +-- FileExistsError
      |    +-- FileNotFoundError
      |    +-- InterruptedError
      |    +-- IsADirectoryError
      |    +-- NotADirectoryError
      |    +-- PermissionError
      |    +-- ProcessLookupError
      |    +-- TimeoutError
      +-- ReferenceError
      +-- RuntimeError
      |    +-- NotImplementedError
      |    +-- RecursionError
      +-- SyntaxError
      |    +-- IndentationError
      |         +-- TabError
      +-- SystemError
      +-- TypeError
      +-- ValueError
      |    +-- UnicodeError
      |         +-- UnicodeDecodeError
      |         +-- UnicodeEncodeError
      |         +-- UnicodeTranslateError
      +-- Warning
           +-- DeprecationWarning
           +-- PendingDeprecationWarning
           +-- RuntimeWarning
           +-- SyntaxWarning
           +-- UserWarning
           +-- FutureWarning
           +-- ImportWarning
           +-- UnicodeWarning
           +-- BytesWarning
           +-- ResourceWarning

10.5 日期类型

模块	描述
datetime	基本日期和时间类型
calendar	通用日历相关函数
collections	容器数据类型
collections.abc	抽象基类容器
heapq	堆栈类算法
bisect	矩阵二分算法
array	高效的数值数组
weakref	弱引用
types	动态类型创建和内置类型名称
copy	浅复制和深复制
pprint	优质数据打印
reprlib	交替 repr() 实现
enum	枚举支持

10.6 数值和数学模块

模块	描述
numbers	数值抽象基类
math	数学函数
cmath	复数数学函数
decimal	十进制定点和浮点运算
fractions	有理数
random	生成伪随机数
statistics	数理统计函数

10.7 功能编程模块

模块	描述
itertools	创建高效循环的迭代器函数
functools	高阶函数及其在可调用对象上的操作
operator	标准操作函数

10.8 访问文件和目录

模块	描述
pathlib	面向对象的文件系统路径
os.path	常用路径名操作
fileinput	遍历多行输入流
stat	解释 stat() 结果
filecmp	比较文件和目录
tempfile	生成临时文件和目录
glob	Unix 风格路径名模式扩展
fnmatch	Unix 文件名模式匹配
lincache	随机访问文本行
shutil	高级文件操作
macpath	Mac 9 路径操作函数

10.9 数据持久化

模块	描述
pickle	Python 对象序列化
copyreg	注册 pickle 支持函数
shelve	Python 对象持久化
marshal	内部 Python 对象序列化
dbm	Unix 数据库接口
sqlite3	SQLite 数据库 DB-API 2.0 接口

10.10 数据压缩和归档

模块	描述
zlib	兼容 gzip 的压缩
gzip	支持 gzip 文件
bz2	支持 bzip2 压缩
lzma	使用 LZMA 算法压缩
zipfile	与 ZIP 文档工作
tarfile	读写 tar 文档文件

10.11 文件格式

模块	描述
csv	CSV 文件读写
configparser	配置文件解析器
netrc	netrc 文件处理
xdrlib	编解码 XDR 数据
plistlib	生成和解析 Mac OS X .plist 文件

10.12 加密服务

模块	描述
hashlib	安全离散和消息摘要
hmac	用于消息认证的密钥离散
secrets	生成用于管理秘密的安全随机数

10.13 通用操作系统服务

模块	描述
os	操作系统接口
io	与流一起工作的核心工具
time	时间访问与转换
argparse	命令行选项、参数和子命令的解析器
getopt	C 样式的命令行选项解析器
logging	Python 日志设备
logging.config	配置日志
logging.handlers	日志处理程序
getpass	便携式密码输入
curses	字符单元显示器的终端处理
curses.textpad	文本输入部件程序
curses.ascii	ASCII 输入的实用工具
surses.panel	面板堆栈扩展
platform	访问底层平台的标识数据
errno	标准 errno 系统符号
ctypes	Python 的一个异域函数库

10.14 并行计算

模块	描述
threading	基于线程的并行性
multiprocessing	基于过程的并行性
concurrent	concurrent 包
concurrent.futures	启动并行任务
subprocess	子过程管理
sched	时间调度器
queue	同步队列类
dummy_threading	更换 threading 模块
_thread	低层线程 API
_dummy_thread	更换 _thread 模块

10.15 进程间通信与网络化

模块	描述
socket	底层网络接口
ssl	套接字对象的 TSL/SSL 包装器
select	等待 I/O 完成
selectors	高级 I/O 复用
asyncio	异步I/O、事件循环、协同程序和任务
asyncore	异步套接字处理程序
asynchat	异步套接字命令/响应处理器
signal	设置异步事件的处理程序
mmap	内存映射文件支持

10.16 互联网数据处理

模块	描述
email	电子邮件和 MIME 处理包
json	JSON 编解码
mailcap	Mailcap 文件处理
mailbox	操作各种格式的邮箱
mimetypes	将文件名映射到MIME类型
base64	Base16, Base32, Base64, Base85 数据编码
binhex	编解码 binhex4 文件
binascii	二进制和 ASCII 转换
quopri	对MIME引用的可打印数据进行编解码
uu	编解码 uuencode 文件

10.17 结构化标记处理工具

模块	描述
html	支持 HTML
html.parser	简单 HTML 和 HTML 解析器
html.entities	HTML通用实体的定义
xml	XML 处理模块
xml.etree.ElementTree	XML 元素树 API
xml.dom	XML DOM
xml.dom.minidom	XML 最小 DOM 实现
xml.dom.pulldom	XML 支持部分 DOM 树的构建
xml.sax	XML 支持 SAX2 解析器
xml.sax.handler	XML SAX 处理程序的基类
xml.sax.saxutils	XML SAX 实用工具
xml.sax.xmlreader	XML 解析器接口
xml.parsers.expat	使用 Expat 快速 XML 解析

10.18 因特网协议与支持

模块	描述
webbrowser	方便的Web浏览器控制器
cgi	公共网关接口支持
cgitb	CGI 脚本回溯管理器
wsgiref	WSGI 实用工具和参考实现
urllib	URL 处理模块
urllib.request	打开 URL 的扩展库
urllib.response	urllib 使用的响应类
urllib.parse	将 URL 解析成组件
urllib.error	由 urllib 请求引发的异常类
urllib.robotparser	robots.txt 解析器
http	HTTP 模块
http.client	HTTP 协议客户端
ftplib	FTP 协议客户端
poplib	POP3 协议客户端
imaplib	IMAP4 协议客户端
nntplib	NNTP 协议客户端
smtplib	SMTP 协议客户端
smtpd	SMTP 服务器
telnetlib	Telnet 客户端
uuid	RFC 4122 UUID 对象
socketserver	网络服务器架构
http.server	HTTP 服务
http.cookies	HTTP 状态管理
http.cookiejar	HTTP 客户端的 Cookie 处理
xmlrpc	XMLRPC 服务器和客户端模块
xmlrpc.client	XML- RPC客户端访问
xmlrpc.server	基本 XML- RPC 服务器
ipaddress	IPv4/IPv6 操作库

10.19 多媒体服务

模块	描述
audioop	操纵原始音频数据
aifc	读写 AIFF 和 AIFC 文件
sunau	读写 Sun AU 文件
wave	读写 WAV 文件
chunk	读取 IFF 块数据
colorsys	颜色系统之间的转换
imghdr	确定图像的类型
sndhdr	确定声音文件的类型
ossaudiodev	访问 OSS 兼容音频设备

10.20 国际化

模块	描述
gettext	多语种国际化服务
locale	国际化服务

10.21 程序框架

模块	描述
turtle	龟标制图
cmd	支持命令行解释器
shlex	简单词法分析

10.22 带有TK的图形用户界面

模块	描述
tkinter	Tcl/Tk 的 Python 接口
tkinter.ttk	Tk主题控件
tkinter.tix	TK 的扩展小部件
tkinter.scrolledtext	滚动文本控件
IDLE	Python 的集成开发和学习环境
Other Graphical User Interface Packages	其他图形用户界面包

10.23 开发工具

模块	描述
typing	支持类型提示
pydoc	文档生成器和在线帮助系统
doctest	测试交互 Python 示例
unittest	单元测试框架
unittest.mock	模拟对象库
unittest.mock	开始使用模拟对象库
2to3	自动 Python 2 到 3 代码翻译
test	Python 回归测试包
test.support	Python 测试套件的实用工具

10.24 调试与分析

模块	描述
bdb	调试器框架
faulthandler	转储 Python 回溯
pdb	Python 调试器
The Python Profilers	Python 分析器
timeit	测量小代码段的执行时间
trace	跟踪 Python 语句执行
tracemalloc	跟踪内存分配

10.25 软件包装与分发

模块	描述
distutils	构建和安装 Python 模块
ensurepip	引导 pip 安装程序
venv	虚拟环境的创建
zipapp	管理可执行的 Python 压缩文件

10.26 Python 运行时服务

模块	描述
sys	系统特定参数和功能
sysconfig	提供对 Python 配置信息的访问
builtins	内置对象
main	顶级脚本环境
warnings	警告控制
contextlib	具有语句上下文的实用工具
abc	抽象基类
atexit	退出处理程序
traceback	打印或检索堆栈回溯
future	未来语句定义
gc	垃圾收集器接口
inspect	检查活体物体
site	站点特定配置钩子
fpectl	浮点异常控制

10.27 自定义 Python 解释器

模块	描述
code	解释器基类
codeop	编译 Python 代码

10.28 导入模块

模块	描述
zipimport	从 Zip 档案导入模块
pkgutil	软件包扩展实用程序
modulefinder	查找脚本使用的模块
runpy	定位和执行 Python 模块
importlib	实现导入

10.29 Python 语言服务

模块	描述
parser	访问 Python 解析树
ast	抽象语法树
symtable	访问编译器的符号表
symbol	与 Python 解析树一起使用的常数
token	与 Python 解析树一起使用的常数
keyword	Python 关键字的测试
tokenize	Python 信源记录器
tabnanny	模糊压痕检测
pyclbr	Python类浏览器支持
py_compile	编译 Python 源文件
compileall	字节编译 Python 库
dis	Python 字节码反汇编程序
pickletools	pickle 开发工具

10.30 杂项服务

模块	描述
formatter	通用输出格式

10.31 微软 Windows 特定服务

模块	描述
msilib	读写微软安装程序文件
msvcrt	MS VC++ 运行时的有用例程
winreg	Windows 注册表访问
winsound	Windows 的声音播放界面

10.32 Unix 特定服务

模块	描述
posix	最常见的 POSIX 系统调用
pwd	密码数据库
spwd	浅层密码数据库
grp	群数据库
crypt	检查 Unix 密码函数
termios	POTX 风格 tty 控件
tty	终端控制函数
pty	伪终端实用程序
fcntl	fcntl 和 ioctl 系统调用
pipes	管道接口
resource	资源使用信息
nis	Sun NIS 接口（黄页）
syslog	Unix 系统日志库例程

10.33 取代模块

模块	描述
optparse	命令行选项解析器
imp	访问 import 内部

10.34 无证模块

模块	描述
Platform specific modules	平台特定模块