Python 40个常见场景的代码示例

用户11081884

发布于 2026-07-20 17:32:03

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Python 以其简洁性和强大的功能成为开发者最喜爱的编程语言之一。本文将介绍40个Python常见场景的代码示例，涵盖基础语法、数据处理、文件操作、网络编程等多个方面。

1. 计算阶乘

用途：通过递归示范函数自调用思想。

def factorial(n: int) ->int:
    return1 if n == 0elsen*factorial(n-1)

print(factorial(5))

2. 生成斐波那契数列

用途：展示多重赋值与循环的高效写法。

def fibonacci(n: int) ->list[int]:
    a, b, seq = 0, 1, []
    for_in range(n):
        seq.append(a)
        a, b = b, a+b
    return seq

print(fibonacci(10))

[0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34]

3. 检查素数

用途：演示数学运算 + 早停优化的算法思维。

import math

def is_prime(n: int) ->bool:
    if n<= 1:
        return False
    for i in range(2, int(math.isqrt(n)) +1):
        if n%i == 0:
            return False
    return True

print(is_prime(17), is_prime(20))

True False

4. 反转字符串

用途：用切片完成一行代码反转。

text = "Hello, World!"
print(text[::-1])

!dlroW ,olleH

5. 统计单词频率

用途：借助 Counter 快速完成词频统计。

from collections import Counter

text = "hello world hello python world"
freq = Counter(text.split())
print(freq)

Counter({'hello': 2, 'world': 2, 'python': 1})

6. 读取 JSON 文件

用途：演示文件 I/O + JSON 解析组合。

import json, tempfile, os

with tempfile.NamedTemporaryFile(mode="w+", delete=False) asf:
    json.dump({"name": "Alice", "age": 25}, f)
    f.flush()

    with open(f.name) as rf:
        data = json.load(rf)
    os.unlink(f.name)

print(data)

{'name': 'Alice', 'age': 25}

7. 写入 CSV 文件

用途：用 csv.writer 实现结构化数据落盘。

import csv, tempfile, os

rows = [["Name", "Age"], ["Alice", 25], ["Bob", 30]]
with tempfile.NamedTemporaryFile(mode="w+", delete=False, newline="") asf:
    writer = csv.writer(f)
    writer.writerows(rows)
    f.flush()

    with open(f.name) as rf:
        print(rf.read().strip())
    os.unlink(f.name)

Name,Age
Alice,25
Bob,30

8. 发送 HTTP GET 请求

用途：用 requests抓取 REST API 数据。

import requests

resp = requests.get("https://httpbin.org/json")
print(resp.status_code, resp.json()["slideshow"]["title"])

200 Five reasons to move to DX-Math

9. 创建简单 HTTP 服务器

用途：一行命令共享当前目录。

# 终端执行：python -m http.server 8000
# 浏览器访问 http://localhost:8000

10. 多线程下载文件

用途：利用 ThreadPoolExecutor并行下载提升速度。

import concurrent.futures, requests, tempfile, os

urls = ["https://httpbin.org/bytes/100", "https://httpbin.org/bytes/200"]

def fetch(url, idx):
    returnidx, requests.get(url).content

with tempfile.TemporaryDirectory() astmp:
    with concurrent.futures.ThreadPoolExecutor() aspool:
        for idx, datainpool.map(fetch, urls, range(len(urls))):
            path = os.path.join(tmp, f"file{idx}")
            withopen(path, "wb") asf:
                f.write(data)
            print(f"file{idx} downloaded, {len(data)} bytes")

file0 downloaded, 100 bytes
file1 downloaded, 200 bytes

11. 使用装饰器计时

用途：无侵入式性能测量。

import time, functools

def timer(func):
    @functools.wraps(func)
    def wrapper(*args, **kwargs):
        t0 = time.perf_counter()
        res = func(*args, **kwargs)
        print(f"{func.__name__} took {time.perf_counter()-t0:.4f}s")
        return res
    return wrapper

@timer
def demo():
    time.sleep(0.5)

demo()

demo took 0.5003s

12. 使用生成器读取大文件

用途：逐行流式处理，节省内存。

import tempfile, os

with tempfile.NamedTemporaryFile(mode="w+", delete=False) asf:
    f.write("line1\nline2\nline3")
    f.flush()

    def read_large(path):
        with open(path) as fh:
            for lineinfh:
                yield line.strip()

    for ln in read_large(f.name):
        print(ln)
    os.unlink(f.name)

line1
line2
line3

13. 自定义上下文管理器

用途：确保资源正确释放（如锁、连接）。

class DB:
    def__enter__(self):
        print("Connecting")
        returnself

    def__exit__(self, *exc):
        print("Disconnecting")

with DB() as db:
    print("Querying...")

Connecting
Querying...
Disconnecting

14. 使用 f-strings 格式化

用途：可读性强的字符串插值。

name, age = "Alice", 25
print(f"My name is {name} and I am {age} years old.")

My name is Alice and I am 25 years old.

15. 使用枚举定义常量

用途：类型安全的常量集合。

from enum import Enum, auto

class Color(Enum):
    RED = auto()
    GREEN = auto()

print(Color.RED)

Color.RED

16. 使用 `@dataclass` 精简类

用途：自动实现__init__/__repr__ 等魔法方法。

from dataclasses import dataclass

@dataclass
class Person:
    name: str
    age: int = 0

p = Person("Bob", 30)
print(p)

Person(name='Bob', age=30)

17. 并行迭代多个序列

用途：zip 让多列表同步循环优雅简洁。

names = ["Alice", "Bob"]
ages = [25, 30]
for n, a in zip(names, ages):
    print(f"{n} is {a}")

Alice is 25
Bob is 30

18. `map` 批量转换

用途：函数式地对序列元素应用操作。

nums = [1, 2, 3, 4]
print(list(map(str, nums)))

['1', '2', '3', '4']

19. `filter` 条件筛选

用途：一行代码完成布尔过滤。

nums = [1, 2, 3, 4, 5]
evens = list(filter(lambdax: x%2 == 0, nums))
print(evens)

[2, 4]

20. `reduce` 累积计算

用途：把序列压缩成单一值。

from functools import reduce

product = reduce(lambdax, y: x*y, [1, 2, 3, 4, 5])
print(product)

21. `namedtuple` 轻量对象

用途：只读记录，字段名访问。

from collections impor tnamedtuple

Point = namedtuple("Point", "x y")
p = Point(3, 4)
print(p.x, p.y)

3 4

22. `defaultdict` 优雅计数

用途：自动初始化缺失键值。

from collections import defaultdict

cnt = defaultdict(int)
for w in ["a", "b", "a"]:
    cnt[w] += 1
print(cnt)

defaultdict(<class 'int'>, {'a': 2, 'b': 1})

23. `OrderedDict` 保序字典

用途：保持插入顺序。

from collections import OrderedDict

od = OrderedDict([("first", 1), ("second", 2)])
print(list(od))

['first', 'second']

24. `ChainMap` 链式字典

用途：多 dict 只读视图，查找链式回退。

from collections import ChainMap

a = {"x": 1}
b = {"x": 9, "y": 2}
cm = ChainMap(a, b)
print(cm["x"], cm["y"])

1 2

25. `deque` 高效双端队列

用途：O(1) 头尾增删，旋转操作。

from collections import deque

dq = deque([1, 2])
dq.appendleft(0)
dq.append(3)
print(dq.popleft(), dq.pop())

0 3

26. `heapq` 优先队列

用途：最小堆实现任务调度、Top-K。

import heapq

tasks = []
heapq.heappush(tasks, (2, "write"))
heapq.heappush(tasks, (1, "eat"))
print(heapq.heappop(tasks))

(1, 'eat')

27. `bisect` 二分查找

用途：在已排序序列中快速定位插入点。

import bisect

lst = [1, 3, 3, 7]
print(bisect.bisect_left(lst, 3), bisect.bisect_right(lst, 3))

1 3

28. `itertools` 排列组合

用途：惰性生成排列/组合，避免内存爆炸。

import itertools as it

print(list(it.permutations("AB", 2)))
print(list(it.combinations("ABC", 2)))

[('A', 'B'), ('A', 'C'), ('B', 'A'), ('B', 'C')]
[('A', 'B'), ('A', 'C'), ('B', 'C')]

29. `partial` 偏函数

用途：预设部分参数，生成新函数。

from functools import partial

def power(base, exp):
    returnbase**exp

square = partial(power, exp=2)
print(square(5))

30. `operator` 函数式工具

用途：用函数形式替代 lambda，提升可读性。

from operator import itemgetter

rows = [("a", 3), ("b", 1)]
print(sorted(rows, key=itemgetter(1)))

[('b', 1), ('a', 3)]

31. `@contextmanager` 简化上下文

用途：一行装饰器把生成器变成上下文管理器。

from contextlib import contextmanager

@contextmanager
def managed():
    print("enter")
    yield
    print("exit")

with managed():
    print("work")

enter
work
exit

32. `pathlib` 面向对象路径

用途：链式路径拼接与跨平台文件系统操作。

from pathlib import Path

p = Path("/tmp") /"demo"/"file.txt"
print(p.parent)        # /tmp/demo
print(p.suffix)        # .txt

33. `glob` 模式匹配文件

用途：通配符批量查找文件。

import glob, tempfile, os

with tempfile.TemporaryDirectory() as td:
    Path(td, "a.py").touch()
    print(glob.glob(f"{td}/*.py"))

['/tmp/.../a.py']

34. `shutil` 高级文件操作

用途：复制、移动、删除整棵树。

import tempfile, shutil, os

with tempfile.TemporaryDirectory() as td:
    src = os.path.join(td, "src.txt")
    dst = os.path.join(td, "dst.txt")
    open(src, "w").write("hi")
    shutil.copy(src, dst)
    print(os.listdir(td))

['src.txt', 'dst.txt']

35. `tempfile` 安全临时文件

用途：自动清理的临时文件/目录。

import tempfile

with tempfile.NamedTemporaryFile(mode="w+", delete=False) as f:
    f.write("temp")
    print(f.name)

/tmp/tmp34xyzab

36. `subprocess` 运行外部命令

用途：捕获输出，与系统命令交互。

import subprocess

result = subprocess.run(["echo", "hello"], capture_output=True, text=True)
print(result.stdout.strip())

hello

37. `logging` 分级日志

用途：结构化记录程序运行轨迹。

import logging

logging.basicConfig(level=logging.INFO, format="%(levelname)s: %(message)s")
logging.info("App started")
logging.warning("Check config")

INFO: App started
WARNING: Check config

38. `unittest` 单元测试

用途：内置框架保障代码质量。

import unittest

def add(a, b): returna+b

class TestMath(unittest.TestCase):
    def test_add(self):
        self.assertEqual(add(2, 3), 5)

if__name__ == "__main__":
    unittest.main(argv=[""], exit=False)

.
----------------------------------------------------------------------
Ran 1 test in 0.000s

39. `pytest` 简洁测试

用途：零样板的流行第三方测试框架。

# 保存为 test_demo.py
def add(a, b): returna+b

def test_add():
    assertadd(2, 3) == 5

运行 pytest -q：

.
1 passed in 0.01s

40. `asyncio` 异步并发

用途：单线程并发 I/O，提升吞吐量。

import asyncio

async def greet():
    print("Hello")
    awaitasyncio.sleep(0.5)
    print("World")

asyncio.run(greet())

Hello
World

asyncio模块提供了编写异步代码的基础设施。

这些示例涵盖了Python编程中的常见场景，从基础语法到高级特性，希望能帮助更好地掌握Python编程。

“无他，惟手熟尔”！有需要的用起来。

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