Python 标准库

本次以 Python 3.7.13 为例。

下文来自于 Python 官方文档 。

Python 语言参考 描述了 Python 语言的具体语法和语义 ， 这份库参考则介绍了与 Python 一同发行的标准库 。 它还描述了通常包含在 Python 发行版中的一些可选组件 。

Python 标准库非常庞大 ， 所提供的组件涉及范围十分广泛 ， 正如以下内容目录所显示的 。 这个库包含了多个内置模块 (以 C 编写) ， Python 程序员必须依靠它们来实现系统级功能 ， 例如文件 I/O ， 此外还有大量以 Python 编写的模块 ， 提供了日常编程中许多问题的标准解决方案 。 其中有些模块经过专门设计 ， 通过将特定平台功能抽象化为平台中立的 API 来鼓励和加强 Python 程序的可移植性 。

Windows 版本的 Python 安装程序通常包含整个标准库 ， 往往还包含许多额外组件 。 对于类 Unix 操作系统 ， Python 通常会分成一系列的软件包 ， 因此可能需要使用操作系统所提供的包管理工具来获取部分或全部可选组件 。

在这个标准库以外还存在成千上万并且不断增加的其他组件 (从单独的程序 、 模块 、 软件包直到完整的应用开发框架) ， 访问 Python 包索引 即可获取这些第三方包 。

总的目录结构如下 :

  • 概述

    • 可用性注释

  • 内置函数

  • 内置常量

    • 由 site 模块添加的常量

  • 内置类型

    • 逻辑值检测

    • 布尔运算 --- and, or, not

    • 比较运算

    • 数字类型 --- int, float, complex

    • 迭代器类型

    • 序列类型 --- list, tuple, range

    • 文本序列类型 --- str

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

    • 集合类型 --- set, frozenset

    • 映射类型 --- dict

    • 上下文管理器类型

    • 其他内置类型

    • 特殊属性

  • 内置异常

    • 基类

    • 具体异常

    • 警告

    • 异常层次结构

  • 文本处理服务

    • string --- 常见的字符串操作

    • re --- 正则表达式操作

    • difflib --- 计算差异的辅助工具

    • textwrap --- 文本自动换行与填充

    • unicodedata --- Unicode 数据库

    • stringprep --- 因特网字符串预备

    • readline --- GNU readline 接口

    • rlcompleter --- GNU readline 的补全函数

  • 二进制数据服务

    • struct --- 将字节串解读为打包的二进制数据

    • codecs --- 编解码器注册和相关基类

  • 数据类型

    • datetime --- 基本的日期和时间类型

    • calendar --- 日历相关函数

    • collections --- 容器数据类型

    • collections.abc --- 容器的抽象基类

    • heapq --- 堆队列算法

    • bisect --- 数组二分查找算法

    • 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 --- 浅层 (shallow) 和深层 (deep) 复制操作

    • pprint --- 数据美化输出

    • reprlib --- 另一种 repr() 实现

    • enum --- 枚举类型支持

  • 数字和数学模块

    • numbers --- 数字的抽象基类

    • math --- 数学函数

    • cmath ——关于复数的数学函数

    • decimal --- 十进制定点和浮点运算

    • fractions --- 分数

    • random --- 生成伪随机数

    • statistics --- 数学统计函数

  • 函数式编程模块

    • itertools --- 为高效循环而创建迭代器的函数

    • functools --- 高阶函数和可调用对象上的操作

    • operator --- 标准运算符替代函数

  • 文件和目录访问

    • pathlib --- 面向对象的文件系统路径

    • os.path --- 常见路径操作

    • fileinput --- 迭代来自多个输入流的行

    • stat --- 解析 stat() 结果

    • filecmp --- 文件及目录的比较

    • 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

    • linecache --- 随机读写文本行

    • shutil --- 高阶文件操作

    • macpath --- Mac OS 9 路径操作函数

  • 数据持久化

    • pickle —— Python 对象序列化

    • copyreg --- 注意 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 接口模块

  • 数据压缩和存档

    • zlib --- 与 gzip 兼容的压缩

    • gzip --- 对 gzip 格式的支持

    • bz2 --- 对 bzip2 压缩算法的支持

    • lzma --- 用 LZMA 算法压缩

    • zipfile --- 使用ZIP存档

    • tarfile --- 读写tar归档文件

  • 文件格式

    • csv --- CSV 文件读写

    • configparser --- 配置文件解析器

    • netrc --- netrc 文件处理

    • xdrlib --- 编码与解码 XDR 数据

    • plistlib --- 生成与解析 Mac OS X .plist 文件

  • 加密服务

    • hashlib --- 安全哈希与消息摘要

    • hmac --- 基于密钥的消息验证

    • secrets --- 生成安全随机数字用于管理密码

  • 通用操作系统服务

    • os --- 操作系统接口模块

    • io --- 处理流的核心工具

    • time --- 时间的访问和转换

    • argparse --- 命令行选项、参数和子命令解析器

    • getopt --- C 风格的命令行选项解析器

    • 模块 logging --- Python 的日志记录工具

    • logging.config --- 日志记录配置

    • logging.handlers --- 日志处理

    • getpass --- 便携式密码输入工具

    • curses --- 终端字符单元显示的处理

    • curses.textpad --- 用于 curses 程序的文本输入控件

    • curses.ascii --- 用于 ASCII 字符的工具

    • curses.panel --- curses 的 panel 栈扩展

    • platform --- 获取底层平台的标识数据

    • errno --- 标准 errno 系统符号

    • ctypes --- Python 的外部函数库

  • 并发执行

    • threading --- 基于线程的并行

    • multiprocessing --- 基于进程的并行

    • concurrent 包

    • concurrent.futures --- 启动并行任务

    • subprocess --- 子进程管理

    • sched --- 事件调度器

    • queue --- 一个同步的队列类

    • _thread --- 底层多线程 API

    • _dummy_thread --- _thread 的替代模块

    • dummy_threading --- 可直接替代 threading 模块。

  • contextvars 上下文变量

    • 上下文变量

    • 手动上下文管理

    • asyncio 支持

  • 网络和进程间通信

    • asyncio --- 异步 I/O

    • socket --- 底层网络接口

    • ssl --- 套接字对象的TLS/SSL封装

    • select --- Waiting for I/O 完成

    • selectors --- 高级 I/O 复用库

    • asyncore --- 异步socket处理器

    • asynchat --- 异步 socket 指令/响应 处理器

    • signal --- 设置异步事件处理程序

    • mmap --- 内存映射文件支持

  • 互联网数据处理

    • email --- 电子邮件与 MIME 处理包

    • json --- JSON 编码和解码器

    • mailcap --- Mailcap 文件处理

    • mailbox --- Manipulate mailboxes in various formats

    • mimetypes --- Map filenames to MIME types

    • base64 --- Base16, Base32, Base64, Base85 数据编码

    • binhex --- 对binhex4文件进行编码和解码

    • binascii --- 二进制和 ASCII 码互转

    • quopri --- 编码与解码经过 MIME 转码的可打印数据

    • uu --- 对 uuencode 文件进行编码与解码

  • 结构化标记处理工具

    • html --- 超文本标记语言支持

    • html.parser --- 简单的 HTML 和 XHTML 解析器

    • html.entities --- HTML 一般实体的定义

    • XML处理模块

    • xml.etree.ElementTree --- ElementTree XML API

    • xml.dom --- The Document Object Model API

    • xml.dom.minidom --- Minimal DOM implementation

    • xml.dom.pulldom --- Support for building partial DOM trees

    • xml.sax --- Support for SAX2 parsers

    • xml.sax.handler --- Base classes for SAX handlers

    • xml.sax.saxutils --- SAX 工具集

    • xml.sax.xmlreader --- Interface for XML parsers

    • xml.parsers.expat --- Fast XML parsing using Expat

  • 互联网协议和支持

    • webbrowser --- 方便的Web浏览器控制器

    • cgi --- Common Gateway Interface support

    • cgitb --- 用于 CGI 脚本的回溯管理器

    • wsgiref --- WSGI Utilities and Reference Implementation

    • urllib --- URL 处理模块

    • urllib.request --- 用于打开 URL 的可扩展库

    • urllib.response --- urllib 使用的 Response 类

    • urllib.parse --- Parse URLs into components

    • urllib.error --- urllib.request 引发的异常类

    • urllib.robotparser --- robots.txt 语法分析程序

    • http --- HTTP 模块

    • http.client --- HTTP 协议客户端

    • ftplib --- FTP 协议客户端

    • poplib --- POP3 protocol client

    • imaplib --- IMAP4 protocol client

    • nntplib --- NNTP protocol client

    • smtplib ---SMTP协议客户端

    • smtpd --- SMTP 服务器

    • telnetlib --- Telnet client

    • uuid --- UUID objects according to RFC 4122

    • socketserver --- A framework for network servers

    • http.server --- HTTP 服务器

    • http.cookies --- HTTP状态管理

    • http.cookiejar —— HTTP 客户端的 Cookie 处理

    • xmlrpc --- XMLRPC 服务端与客户端模块

    • xmlrpc.client --- XML-RPC client access

    • xmlrpc.server --- Basic XML-RPC servers

    • ipaddress --- IPv4/IPv6 操作库

  • 多媒体服务

    • audioop --- Manipulate raw audio data

    • aifc --- Read and write AIFF and AIFC files

    • sunau --- 读写 Sun AU 文件

    • wave --- 读写WAV格式文件

    • chunk --- 读取 IFF 分块数据

    • colorsys --- 颜色系统间的转换

    • imghdr --- 推测图像类型

    • sndhdr --- 推测声音文件的类型

    • ossaudiodev --- Access to OSS-compatible audio devices

  • 国际化

    • gettext --- 多语种国际化服务

    • locale --- 国际化服务

  • 程序框架

    • turtle --- 海龟绘图

    • cmd --- 支持面向行的命令解释器

    • shlex --- Simple lexical analysis

    • Tk图形用户界面(GUI)

    • tkinter --- Tcl/Tk的Python接口

    • tkinter.ttk --- Tk主题小部件

    • tkinter.tix --- Extension widgets for Tk

    • tkinter.scrolledtext --- 滚动文字控件

    • IDLE

    • 其他图形用户界面（GUI）包

  • 开发工具

    • typing --- 类型标注支持

    • pydoc --- 文档生成器和在线帮助系统

    • doctest --- 测试交互性的Python示例

    • unittest --- 单元测试框架

    • unittest.mock --- 模拟对象库

    • unittest.mock 上手指南

    • 2to3 - 自动将 Python 2 代码转为 Python 3 代码

    • test --- Python回归测试包

    • test.support --- Utilities for the Python test suite

    • test.support.script_helper --- Utilities for the Python execution tests

  • 调试和分析

    • bdb --- Debugger framework

    • faulthandler --- Dump the Python traceback

    • pdb --- Python的调试器

    • Python 分析器

    • timeit --- 测量小代码片段的执行时间

    • trace --- 跟踪Python语句执行

    • tracemalloc --- 跟踪内存分配

  • 软件打包和分发

    • distutils --- 构建和安装 Python 模块

    • ensurepip --- Bootstrapping the pip installer

    • venv --- 创建虚拟环境

    • zipapp --- Manage executable Python zip archives

  • Python运行时服务

    • sys --- 系统相关的参数和函数

    • sysconfig --- Provide access to Python's configuration information

    • builtins --- 内建对象

    • __main__ --- 顶层脚本环境

    • warnings --- Warning control

    • dataclasses --- 数据类

    • contextlib --- 为 with语句上下文提供的工具

    • abc --- 抽象基类

    • atexit --- 退出处理器

    • traceback --- 打印或检索堆栈回溯

    • __future__ --- Future 语句定义

    • gc --- 垃圾回收器接口

    • inspect --- 检查对象

    • site —— 指定 Site 的配置钩子

  • 自定义 Python 解释器

    • code --- 解释器基础类

    • codeop --- 编译Python代码

导入模块

  • zipimport --- 从 Zip 存档中导入模块

  • pkgutil --- 包扩展模块工具

  • modulefinder --- 查找脚本使用的模块

  • runpy --- Locating and executing Python modules

  • importlib --- import 的实现

  • Python 语言服务

    • parser --- 访问 Python 解析树

    • ast --- 抽象语法树

    • symtable --- Access to the compiler's symbol tables

    • symbol --- 与 Python 解析树一起使用的常量

    • token --- 与Python解析树一起使用的常量

    • keyword --- 检验Python关键字

    • tokenize -- 对 Python 代码使用的标记解析器

    • tabnanny --- 模糊缩进检测

    • pyclbr --- Python 模块浏览器支持

    • py_compile --- 编译 Python 源文件

    • compileall --- Byte-compile Python libraries

    • dis --- Python 字节码反汇编器

    • pickletools --- pickle 开发者工具集

  • 杂项服务

    • formatter --- 通用格式化输出

  • Windows系统相关模块

    • msilib --- Read and write Microsoft Installer files

    • msvcrt --- 来自 MS VC++ 运行时的有用例程

    • winreg --- Windows 注册表访问

    • winsound --- Sound-playing interface for Windows

  • Unix 专有服务

    • posix --- 最常见的 POSIX 系统调用

    • pwd --- 用户密码数据库

    • spwd --- The shadow password database

    • grp --- 组数据库

    • crypt --- Function to check Unix passwords

    • termios --- POSIX 风格的 tty 控制

    • tty --- 终端控制功能

    • pty --- 伪终端工具

    • fcntl --- The fcntl and ioctl system calls

    • pipes --- 终端管道接口

    • resource --- Resource usage information

    • nis --- Sun 的 NIS (黄页) 接口

    • Unix syslog 库例程

  • 被取代的模块

    • optparse --- 解析器的命令行选项

    • imp --- Access the import internals

  • 未创建文档的模块

    • 平台特定模块

从文本处理服务开始看起 。 内置的库一般都是由 C 编写的模块 。

本篇文章是概览

未完待续 ...