官方标准库详细简介 – 第一部分(10) – python入门教程
10.1 操作系统接口
该os模块提供了许多与操作系统交互的功能：
>>> 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
请务必使用 import os 样式而不是 from os import *。 这将使 os.open() 不会遮蔽内置的 open() 函数，该函数的操作方式大不相同。
内置的 dir() 和 help() 函数可用作交互辅助工具，用于处理像 os 这样的大型模块：
>>> >>> import os >>> dir(os) >>> help(os)
对于日常的文件和目录管理任务，该shutil模块提供了更易于使用的更高级别的接口：
>>>
>>> import shutil
>>> shutil.copyfile('data.db', 'archive.db')
'archive.db'
>>> shutil.move('/build/executables', 'installdir')
'installdir'
10.2 文件通配符
该glob模块提供了从目录通配符搜索中创建文件列表的功能：
>>>
>>> import glob
>>> glob.glob('*.py')
['primes.py', 'random.py', 'quote.py']
10.3 命令行参数
常见的实用程序脚本通常需要处理命令行参数。 这些参数作为列表存储在 sys 模块的 argv 属性中。 例如，在命令行运行 python demo.py 一二三的以下输出结果：
>>> >>> import sys >>> print(sys.argv) ['demo.py', 'one', 'two', 'three']
该argparse模块提供了一种更复杂的机制来处理命令行参数。以下脚本提取一个或多个文件名以及要显示的可选行数：
import argparse
parser = argparse.ArgumentParser(prog = 'top',
description = 'Show top lines from each file')
parser.add_argument('filenames', nargs='+')
parser.add_argument('-l', '--lines', type=int, default=10)
args = parser.parse_args()
print(args)
当在命令行使用 python top.py –lines=5 alpha.txt beta.txt 运行时，脚本将 args.lines 设置为 5 并将 args.filenames 设置为 [‘alpha.txt’, ‘beta.txt’]。
10.4 错误输出重定向和程序终止
该sys模块还具有stdin、stdout和stderr的属性。后者对于发出警告和错误消息很有用，即使在stdout已被重定向时也使它们可见：
>>>
>>> sys.stderr.write('Warning, log file not found starting a new one\n')
Warning, log file not found starting a new one
sys.exit().
10.5 字符串模式匹配
该re模块为高级字符串处理提供了正则表达式工具。对于复杂的匹配和操作，正则表达式提供了简洁、优化的解决方案：
>>> >>> 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'
当只需要简单的功能时，首选字符串方法，因为它们更易于阅读和调试：
>>>
>>> 'tea for too'.replace('too', 'two')
'tea for two'
10.6 数学
该math模块允许访问用于浮点数学的底层 C 库函数：
>>> >>> import math >>> math.cos(math.pi / 4) 0.70710678118654757 >>> math.log(1024, 2) 10.0
该random模块提供了用于进行随机选择的工具：
>>> >>> 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
该statistics模块计算数值数据的基本统计属性（均值、中值、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
10.7 上网
有许多用于访问互联网和处理互联网协议的模块。其中最简单的两个是urllib.request从 URL 中检索数据和smtplib发送邮件：
>>> 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('[email protected]', '[email protected]',
... """To: [email protected]
... From: [email protected]
...
... Beware the Ides of March.
... """)
>>> server.quit()
10.8 日期和时间
该datetime模块提供了用于以简单和复杂的方式操作日期和时间的类。虽然支持日期和时间算术，但实现的重点是用于输出格式和操作的有效成员提取。该模块还支持时区感知的对象。
>>> import smtplib
>>> server = smtplib.SMTP('localhost')
>>> server.sendmail('[email protected]', '[email protected]',
... """To: [email protected]
... From: [email protected]
...
... Beware the Ides of March.
... """)
>>> server.quit()
10.8 日期和时间
该datetime模块提供了用于以简单和复杂的方式操作日期和时间的类。虽然支持日期和时间算术，但实现的重点是用于输出格式和操作的有效成员提取。该模块还支持时区感知的对象。
>>>
>>> # 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
10.9 数据压缩
常见的数据归档和压缩格式由模块直接支持，包括：zlib、gzip、bz2、和 .lzmazipfiletarfile
>>> >>> 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
10.10 性能测量
一些 Python 用户对了解同一问题的不同方法的相对性能产生了浓厚的兴趣。Python 提供了一个测量工具，可以立即回答这些问题。
例如，使用元组打包和解包功能而不是传统的方法来交换参数可能很诱人。该timeit 模块快速展示了适度的性能优势：
>>>
>>> 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
timeit的精细粒度相比，profile和 pstats模块提供了用于识别较大代码块中时间关键部分的工具。
10.11 质量控制
开发高质量软件的一种方法是在开发时为每个功能编写测试，并在开发过程中频繁运行这些测试。
该doctest模块提供了一个用于扫描模块和验证嵌入在程序文档字符串中的测试的工具。测试构造就像将典型调用及其结果剪切并粘贴到文档字符串中一样简单。这通过为用户提供示例来改进文档，并允许 doctest 模块确保代码与文档保持一致：
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
该unittest模块不像模块那么轻松doctest，但它允许在单独的文件中维护一组更全面的测试：
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
10.12 包
Python 有一个“包”的理念。通过其较大封装的复杂和强大的功能可以最好地看到这一点。例如：
- 和模块
xmlrpc.client使xmlrpc.server实现远程过程调用成为一项几乎微不足道的任务。尽管有模块名称，但不需要直接了解或处理 XML。 - 该
email包是一个用于管理电子邮件的库，包括 MIME 和其他基于RFC 2822的消息文档。与smtplib，poplib电子邮件包具有完整的工具集，用于构建或解码复杂的消息结构（包括附件）以及实现互联网编码和标头协议。 - 该
json包为解析这种流行的数据交换格式提供了强大的支持。该csv模块支持以逗号分隔值格式直接读取和写入文件，通常由数据库和电子表格支持。xml.etree.ElementTree和包支持 XML 处理xml.dom。xml.sax这些模块和包一起极大地简化了 Python 应用程序和其他工具之间的数据交换。 - 该
sqlite3模块是 SQLite 数据库库的包装器，提供了一个可以使用稍微不标准的 SQL 语法更新和访问的持久数据库。 - 许多模块支持国际化，包括
gettext、locale和codecs包。