Python 标准库：内置函数与常用模块

学习目标：掌握 Python 内置函数分类速查，以及 datetime/json/hashlib/sys 等常用模块的用法。

内置函数速查

数据类型转换

函数	功能
int() / float() / str() / bool()	基本类型转换
list() / tuple() / dict() / set()	容器类型转换
bytes() / bytearray()	字节序列
complex() / memoryview() / object()	其他类型

数值运算

函数	功能
abs(x)	绝对值
divmod(a, b)	返回 (a//b, a%b)
pow(base, exp)	幂运算
round(float)	四舍五入
sum(iterable)	求和
min() / max()	最小/最大值

序列与迭代器

函数	功能
len(obj)	对象长度
range()	生成整数序列
enumerate(iterable, start=0)	为序列添加索引
zip(*iterables)	打包多个可迭代对象
map(func, iterable)	批量执行函数
filter(func, iterable)	过滤元素
sorted(iterable, key=, reverse=)	排序
reversed(iterable)	反向迭代器
iter() / next()	迭代器操作
slice(start, stop, step)	切片对象

字符串与编码

函数	功能
chr(int)	ASCII 码 → 字符
ord(c)	字符 → Unicode 编码
bin() / oct() / hex()	进制转换
format(value)	格式化字符串
repr(obj)	对象的官方字符串表示
ascii(obj)	ASCII 可打印表示

逻辑判断与对象属性

函数	功能
all(iterable)	所有元素为 True
any(iterable)	任一元素为 True
callable(obj)	是否可调用
isinstance(obj, cls)	类型判断
issubclass(cls, cls)	子类判断
hasattr() / getattr() / setattr() / delattr()	属性操作
hash(obj)	哈希值

作用域与反射

函数	功能
globals() / locals()	全局/局部作用域字典
vars(obj)	对象属性字典
dir(obj)	属性和方法列表
type(obj)	获取对象类型
id(obj)	内存地址

代码动态执行

# eval：执行表达式
result = eval("1 + 2 * 3")  # 7

# exec：执行语句
exec("for i in range(3): print(i)")

# compile：编译代码
code = compile("for i in range(10): print(i)", "", "exec")
exec(code)

I/O 与工具

函数	功能
print(*objects, sep=' ', end='\n')	输出
input(prompt='')	读取输入
open(file, mode, encoding)	打开文件
help(obj)	查看帮助

常用内置模块

datetime 日期时间

from datetime import date, time, datetime, timedelta, timezone

datetime.now()                    # 当前本地时间
datetime.now().date()             # 当前年月日
datetime.now().time()             # 当前时分秒
datetime.now(timezone.utc)        # 当前 UTC 时间

# 构建 datetime
dt = datetime(2025, 12, 27, 18, 30, 45)

# datetime → str
dt.isoformat(sep=' ', timespec='seconds')

# str → datetime
datetime.strptime('2025-12-27 18:30:45', '%Y-%m-%d %H:%M:%S')

# 时间运算
tomorrow = datetime.now() + timedelta(days=1)

random 随机数

import random

random.random()              # (0, 1) 随机小数
random.uniform(1, 9)         # 指定范围随机小数
random.randint(1, 9)         # 随机整数（含边界）
random.choice(iterable)      # 从可迭代对象中随机选一个
random.sample(iterable, 2)   # 随机选 2 个

json 序列化

import json

# Python 对象 → JSON 字符串
dic = {"id": 1, "name": "测试"}
s = json.dumps(dic, ensure_ascii=False)

# JSON 字符串 → Python 对象
d = json.loads(s)

# 写入文件
json.dump(dic, open("data.json", "w", encoding="utf-8"), ensure_ascii=False)

# 从文件读取
d = json.load(open("data.json", "r", encoding="utf-8"))

Python 与前端类型映射：True→true、False→false、None→null

pickle 序列化

import pickle

# 对象 → 字节
bs = pickle.dumps(lst)

# 字节 → 对象
lst = pickle.loads(bs)

# 写入文件
pickle.dump(dic, open("data.pkl", "wb"))

# 从文件读取
dic = pickle.load(open("data.pkl", "rb"))

hashlib 加密

import hashlib

# MD5 加密
obj = hashlib.md5()
obj.update("666666".encode("utf-8"))
print(obj.hexdigest())  # f379eaf3c831b04de153469d1bec345e

# 加盐（防撞库）
obj = hashlib.md5(b'salt_value')
obj.update("666666".encode("utf-8"))
print(obj.hexdigest())

logging 日志

import logging

# 基础配置
logging.basicConfig(
    filename='app.log',
    format='%(asctime)s - %(name)s - %(levelname)s - %(module)s: %(message)s',
    datefmt='%Y-%m-%d %H:%M:%S',
    level=logging.WARNING
)

# 日志级别
logging.critical("系统崩溃")    # 50
logging.error("程序错误")       # 40
logging.warning("警告信息")     # 30
logging.info("普通消息")        # 20
logging.debug("调试信息")       # 10

sys 解释器相关

import sys

sys.argv       # 命令行参数列表，第一个元素是程序路径
sys.exit(n)    # 退出程序（0 正常，1 错误）
sys.version    # Python 版本信息
sys.path       # 模块搜索路径
sys.platform   # 操作系统平台名称

shutil 文件操作

import shutil

shutil.copyfile("src.txt", "dst.txt")   # 复制文件内容
shutil.copy("src.txt", "dst.txt")       # 复制内容 + 权限
shutil.copy2("src.txt", "dst.txt")      # 复制内容 + 权限 + 修改时间
shutil.copytree("dir1", "dir3")         # 复制文件夹
shutil.rmtree("dir2")                   # 删除文件夹
shutil.move("dir1/a.txt", "dir2")       # 移动文件

zipfile 压缩

import zipfile

# 创建压缩包
with zipfile.ZipFile("abc.zip", "w") as f:
    f.write("x1.txt")
    f.write("x2.txt")

# 解压缩
with zipfile.ZipFile("abc.zip", "r") as f:
    f.extractall("output_dir")

traceback 异常追踪

import traceback

try:
    1 / 0
except:
    print(traceback.format_exc())  # 打印完整异常堆栈

第三方模块安装

pip install 模块 -i 国内源
pip install -U pip          # 更新 pip
pip uninstall 模块           # 卸载
pip show 模块                # 显示模块信息
pip list                     # 已安装模块列表

相关链接

• Python 异常处理 — logging 与异常结合