Python 20 个常用标准模块

用户11081884

发布于 2026-07-20 17:26:32

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Python标准库提供了丰富的模块，帮助开发者高效处理各种编程任务。本文将介绍20个最常用的标准模块，包括它们的用途、使用方法和代码示例。

1. `re` — 正则表达式

用途：在字符串内执行高级搜索、替换与分割，轻松应对复杂文本模式。

importre

text = "Python 3.10 was released on October 4, 2021"

# 查找版本号
match = re.search(r"\d+\.\d+", text)
print(match.group())                 # 3.10

# 替换年份
new_text = re.sub(r"\d{4}", "2025", text)
print(new_text)                      # Python 3.10 was released on October 4, 2025

2. `json` — JSON 数据编解码

用途：在 Python 对象与 JSON 文本之间高效序列化与反序列化。

importjson

data = {"name": "Alice", "age": 25, "skills": ["Python", "SQL"]}

# Python -> JSON
json_str = json.dumps(data, indent=2)
print(json_str)
# {
#   "name": "Alice",
#   "age": 25,
#   "skills": [
#     "Python",
#     "SQL"
#   ]
# }

# JSON -> Python
parsed = json.loads(json_str)
print(parsed["name"])                # Alice

3. `os` — 操作系统交互

用途：跨平台地操作文件、目录、环境变量，是自动化脚本的基础。

importos

print(os.getcwd())                   # /Users/yourname/project
os.makedirs("demo_dir", exist_ok=True)

print(os.listdir("."))               # ['demo_dir', ...]

full_path = os.path.join("demo_dir", "file.txt")
print(full_path)                     # demo_dir/file.txt

4. `sys` — 解释器相关功能

用途：获取或修改 Python 解释器的行为，例如命令行参数、模块路径。

importsys

print(sys.argv)                      # ['demo.py']
print(sys.version_info)              # sys.version_info(major=3, minor=11, ...)
sys.path.append("/custom/path")
print("/custom/path"insys.path)    # True

5. `datetime` — 日期与时间

用途：精准计算时间差、格式化输出、解析字符串，日志与调度必备。

fromdatetimeimportdatetime, timedelta

now = datetime.now()
print(now.strftime("%Y-%m-%d %H:%M"))   # 2025-08-19 14:23

tomorrow = now+timedelta(days=1)
print(tomorrow.date())                  # 2025-08-20

date_obj = datetime.strptime("2025-12-31", "%Y-%m-%d")
print(date_obj)                         # 2025-12-31 00:00:00

6. `math` — 数学运算

用途：提供高精度浮点函数与常量，满足科学计算需求。

importmath

print(math.sqrt(16))          # 4.0
print(math.pow(2, 3))         # 8.0
print(math.sin(math.pi/2))  # 1.0
print(math.factorial(5))      # 120

7. `random` — 随机数生成

用途：生成伪随机整数、浮点数或抽样，支持洗牌与加权选择。

importrandom

print(random.randint(1, 100))          # 42
print(random.random())                 # 0.374540...
colors = ["red", "green", "blue"]
print(random.choice(colors))           # green
random.shuffle(colors)
print(colors)                          # ['blue', 'red', 'green']

8. `collections` — 高级容器

用途：用更智能的数据结构（计数器、默认字典、命名元组）简化代码。

fromcollectionsimportCounter, defaultdict, namedtuple

# 计数
words = ["apple", "banana", "apple"]
print(Counter(words).most_common(1))   # [('apple', 2)]

# 默认字典
dd = defaultdict(int)
dd["x"] += 1
print(dd["x"])                         # 1

# 命名元组
Point = namedtuple("Point", "x y")
p = Point(10, 20)
print(p.x, p.y)                        # 10 20

9. `itertools` — 迭代器工具

用途：无限序列、排列组合、高效循环，减少显式循环。

importitertoolsasit

cnt = it.count(start=10, step=2)
print(next(cnt), next(cnt))            # 10 12

print(list(it.permutations("abc", 2)))
# [('a', 'b'), ('a', 'c'), ('b', 'a'), ('b', 'c'), ('c', 'a'), ('c', 'b')]

10. `logging` — 日志记录

用途：以分级、格式化方式记录程序运行信息，方便调试与运维。

importlogging

logging.basicConfig(
    level=logging.INFO,
    format="%(asctime)s - %(levelname)s - %(message)s"
)
logging.info("Service started")
logging.error("Disk full!")

2025-08-19 14:23:45,123 - INFO - Service started
2025-08-19 14:23:45,124 - ERROR - Disk full!

11. `threading` — 多线程

用途：在单进程内并发执行 I/O 密集型任务，提高响应速度。

importthreading, time

defjob(n):
    print(f"Thread {n} start")
    time.sleep(0.5)
    print(f"Thread {n} end")

threads = [threading.Thread(target=job, args=(i,)) foriinrange(3)]
[t.start() fortinthreads]
[t.join() fortinthreads]
print("All threads done")

Thread 0 start
Thread 1 start
Thread 2 start
Thread 0 end
Thread 1 end
Thread 2 end
All threads done

12. `multiprocessing` — 多进程

用途：利用多核 CPU并行计算，适合 CPU 密集型任务。

frommultiprocessingimportProcess

defsquare(x):
    print(f"{x}² = {x * x}")

if__name__ == "__main__":
    ps = [Process(target=square, args=(i,)) foriinrange(3)]
    [p.start() forpinps]
    [p.join() forpinps]

0² = 0
1² = 1
2² = 4

13. `urllib` — URL 处理

用途：下载网络资源、构造查询串、解析网址。

fromurllib.requestimporturlopen
fromurllib.parseimporturlencode, urlparse

# 获取首页前 100 字节
withurlopen("https://www.python.org") asresp:
    print(resp.read(100))
# b'<!doctype html>\n<!--[if lt IE 7]>   <html class="no-js ie6 lt-ie7 lt-ie8 lt-ie9">   <![endif]-->\n<!--[if '

# 解析 URL
parts = urlparse("https://docs.python.org/3/")
print(parts.netloc)                   # docs.python.org

# 构造查询串
print(urlencode({"q": "urllib", "page": 2}))   # q=urllib&page=2

14. `shutil` — 高级文件操作

用途：复制、移动、删除整个目录树，跨平台备份利器。

importshutil, tempfile, os

# 临时目录演示
withtempfile.TemporaryDirectory() astmp:
    src = os.path.join(tmp, "src.txt")
    dst = os.path.join(tmp, "dst.txt")
    withopen(src, "w") asf:
        f.write("hello")
    shutil.copy(src, dst)
    print(os.listdir(tmp))            # ['src.txt', 'dst.txt']

15. `csv` — CSV 文件处理

用途：读写逗号分隔文件，无缝对接 Excel 与数据库。

importcsv, tempfile, os

withtempfile.NamedTemporaryFile(mode="w+", newline="", delete=False) asf:
    writer = csv.writer(f)
    writer.writerow(["Name", "Age"])
    writer.writerows([["Alice", 25], ["Bob", 30]])
    f.seek(0)
    forrowincsv.reader(f):
        print(row)
    os.unlink(f.name)

['Name', 'Age']
['Alice', '25']
['Bob', '30']

16. `time` — 时间相关功能

用途：获取时间戳、睡眠暂停、字符串格式化。

importtime

print(time.time())                     # 1724060625.123456
print(time.strftime("%H:%M", time.localtime()))  # 14:23
time.sleep(0.2)
print("0.2 s later")

0.2 s later

17. `functools` — 高阶函数

用途：函数装饰与增强，如缓存、偏函数、比较器。

fromfunctoolsimportlru_cache, partial

# 偏函数
power = lambdabase, exp: base**exp
square = partial(power, exp=2)
print(square(5))                       # 25

# 缓存
@lru_cache(maxsize=None)
deffib(n):
    returnnifn<2elsefib(n-1) +fib(n-2)

print(fib(10))                         # 55

18. `glob` — 文件路径匹配

用途：通配符批量查找文件，支持递归。

importglob, tempfile, os

withtempfile.TemporaryDirectory() astmp:
    open(os.path.join(tmp, "a.py"), "w").close()
    open(os.path.join(tmp, "b.txt"), "w").close()
    py_files = glob.glob(os.path.join(tmp, "*.py"))
    print(py_files)                    # ['/tmp/.../a.py']

19. `zipfile` — ZIP 压缩文件

用途：创建、查看、解压 ZIP 档案，无需外部工具。

importzipfile, tempfile, os

withtempfile.TemporaryDirectory() astmp:
    zip_path = os.path.join(tmp, "demo.zip")
    withzipfile.ZipFile(zip_path, "w") aszf:
        zf.writestr("hello.txt", "Hi")
    withzipfile.ZipFile(zip_path, "r") aszf:
        print(zf.namelist())          # ['hello.txt']
        zf.extractall(os.path.join(tmp, "out"))
        print(os.listdir(os.path.join(tmp, "out")))  # ['hello.txt']

20. `argparse` — 命令行参数解析

用途：自动生成帮助信息的命令行接口，提升脚本可用性。

importargparse

parser = argparse.ArgumentParser(description="Sum or max some integers.")
parser.add_argument("nums", type=int, nargs="+", help="integers to process")
parser.add_argument("--sum", dest="op", action="store_const",
                    const=sum, default=max, help="sum the integers")

args = parser.parse_args(["1", "2", "3", "--sum"])
print(args.op(args.nums))              # 6

Python的标准库模块涵盖了广泛的功能领域，从文件操作到网络请求，从数据处理到并发编程。掌握这些模块的使用可以大大提高开发效率和代码质量。

“无他，惟手熟尔”！有需要的用起来。

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原始发表：2025-08-19，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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