第9章 Python 内置函数与标准库详解

🎯 本章目标：系统掌握 Python 的内置函数、字符串操作方法与标准库模块的核心功能与用法。

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一、内置函数总览

Python 提供了超过 80 个内置函数，这些函数可以直接使用，无需导入任何模块。
下表根据功能进行了分类整理。

🧮 数学与数值类

函数	说明	示例
abs(x)	绝对值	abs(-5) → 5
pow(x, y)	幂运算	pow(2, 3) → 8
round(x, n)	四舍五入，n为小数位	round(3.1415, 2) → 3.14
divmod(a, b)	同时返回商与余数	divmod(7, 3) → (2, 1)
sum(iterable)	序列求和	sum([1, 2, 3]) → 6
min(iterable) / max(iterable)	最小/最大值	max([3,1,5]) → 5

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🔍 逻辑与判断类

函数	说明	示例
all(iterable)	所有元素为真返回 True	all([1,True,3]) → True
any(iterable)	任一元素为真返回 True	any([0,False,2]) → True
bool(x)	转换为布尔类型	bool([]) → False

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📦 序列与迭代类

函数	说明	示例
len(obj)	返回长度	len('abc') → 3
sorted(iterable)	返回排序后新列表	sorted([3,1,2]) → [1,2,3]
reversed(seq)	返回反向迭代器	list(reversed('abc')) → ['c','b','a']
enumerate(iterable)	返回索引与值对	for i,v in enumerate(['a','b']): print(i,v)
zip(a,b)	打包多个序列	list(zip([1,2],['a','b'])) → [(1,'a'),(2,'b')]

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🔠 类型转换类

函数	说明	示例
int(x) / float(x) / str(x)	转换数据类型	int('123') → 123
list(), tuple(), set(), dict()	创建容器对象	list('abc') → ['a','b','c']

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🧰 对象与反射类

函数	说明	示例
type(obj)	查看类型	type(3.14)
isinstance(obj, cls)	检查对象类型	isinstance(5, int)
dir(obj)	列出对象属性和方法	dir(str)
id(obj)	返回唯一标识	id('abc')
hasattr(obj, name) / getattr() / setattr()	属性操作	getattr(obj,'name')

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🧩 函数操作类

函数	说明	示例
callable(obj)	是否可调用	callable(len) → True
eval(expr)	执行字符串表达式	eval('2+3') → 5
exec(code)	执行代码字符串	exec('x=10')
globals() / locals()	返回全局/局部命名空间	globals() → 字典

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二、标准模块分类汇总

1️⃣ 数学与统计类

模块	常用方法	示例
math	sqrt, ceil, floor, pow, log, sin, cos	math.sqrt(16)
decimal	Decimal, getcontext()	精确浮点计算
fractions	Fraction, limit_denominator()	分数计算
statistics	mean, median, stdev	统计分析

2️⃣ 随机与时间

模块	方法	示例
random	randint, choice, sample, shuffle	随机抽样
datetime	datetime.now(), strftime, timedelta	日期时间
time	sleep, time, ctime	时间控制

3️⃣ 文件与系统

模块	方法	示例
os	listdir, getcwd, remove, rename	文件管理
sys	argv, path, exit	系统控制
shutil	copy, move, rmtree	文件复制与移动
pathlib	Path.exists(), iterdir()	面向对象文件路径

4️⃣ 数据结构与算法

模块	方法	示例
collections	Counter, deque, defaultdict, namedtuple	高级容器
itertools	permutations, combinations, chain	迭代器操作
heapq	heappush, heappop, nlargest	堆操作

5️⃣ 数据序列化

模块	方法	示例
json	dumps, loads	JSON 编解码
pickle	dump, load	Python 对象序列化
csv	reader, writer, DictReader	处理 CSV 文件

6️⃣ 文本与正则

模块	方法	示例
re	findall, sub, match	正则匹配
string	ascii_letters, digits, Template	文本常量
textwrap	fill, shorten	文本换行

7️⃣ 调试与性能

模块	方法	示例
logging	info, warning, error	日志记录
traceback	print_exc	错误堆栈
timeit	timeit()	性能分析

8️⃣ 并发与异步

模块	方法	示例
threading	Thread, Lock	多线程
multiprocessing	Process, Queue, Pool	多进程
asyncio	run, create_task, sleep	异步编程

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三、模块与包结构

# mypkg/__init__.py
# mypkg/util.py

import mypkg.util as util
print(util.say_hello())

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