Python Modules
这里收集了一些常用的 Python 模块，以及它们的简单介绍和使用方法。
site: Python 内置的站点配置模块。
可以使用
python -m site命令来查看 Python 的站点配置信息，包括模块搜索路径、用户配置文件等。urllib: Python 内置的 HTTP 请求库。
os: Python 内置的操作系统接口模块。
sys: Python 内置的系统相关模块。
platform: Python 内置的平台信息模块。
re: Python 内置的正则表达式模块。
json: Python 内置的 JSON 编码和解码模块。
json.dumps用于将 Python 对象编码为 JSON 字符串。json.loads用于将 JSON 字符串解码为 Python 对象。subprocess: Python 内置的子进程模块。
threading: Python 内置的多线程模块。
pdb: Python 内置的调试器模块。
gc: Python 内置的垃圾回收模块。
uuid: Python 内置的 UUID 生成模块。
datetime: Python 内置的日期和时间模块。
shutil: Python 内置的文件操作模块。
queue: Python 内置的队列模块。
http: Python 内置的 HTTP 服务器模块。
logging: Python 内置的日志模块。
importlib: Python 内置的模块导入模块。
getopt: Python 内置的命令行参数解析模块。
urllib HTTP 请求处理
Python 内置了一个 HTTP 请求处理模块 urllib，可以用于发送 HTTP 请求、处理响应等操作。
主要类
urllib.request.Request: HTTP 请求类。urllib.request.urlopen(): 发送 HTTP 请求。urllib.parse.urlencode(): 编码 URL 参数。urllib.parse.urlparse(): 解析 URL。urlib.parse.parse_qs(): 解析 URL 参数。urllib.parse.quote(): 编码 URL。遵从 RFC 3986 标准，将 URL 中的特殊字符转换为
%xx格式。urllib.parse.unquote(): 解码 URL。
使用方法
import urllib.request
# 发送一个 GET 请求
response = urllib.request.urlopen('https://www.example.com')
print(response.read())参考案例
解析 URL 及参数
pythonfrom urllib.parse import urlparse, parse_qs url = 'https://www.example.com/?name=John&age=30' # 解析 URL parsed_url = urlparse(url) print(parsed_url) # 获取参数值 # 返回的是一个字典，包含参数名和参数值，参数值是一个列表 query_params = parse_qs(parsed_url.query) name = query_params.get('name', [''])[0] print(name)
os 操作系统接口
Python 内置了一个操作系统接口模块 os，可以用于处理文件和目录、执行系统命令等操作。
主要方法
os.getcwd(): 获取当前工作目录。os.remove(): 删除文件。os.path: 处理文件路径的模块。os.path.join(): 拼接文件路径。os.path.dirname(): 获取文件路径的目录部分。os.path.basename(): 获取文件路径的文件名部分。os.path.splitext(): 分割文件路径的扩展名。返回值是一个元组，包含文件名和扩展名。
os.path.exists(): 判断文件或目录是否存在。os.path.sep: 获取当前操作系统的路径分隔符。
os.startfile(): 打开文件。os.listdir(): 列出目录下的文件。os.environ: 获取和设置环境变量。os.chmod(): 修改文件权限。
sys 系统相关
Python 内置了一个系统相关模块 sys，可以用于获取命令行参数、设置模块搜索路径等操作。
主要方法
sys.argv: 获取命令行参数。sys.argv[0]是脚本的名称，sys.argv[1:]是命令行参数。sys.path: 获取模块搜索路径。sys.version: 获取 Python 版本。sys.stdin: 标准输入。sys.stdout: 标准输出。sys.stderr: 标准错误。sys.executable: 获取 Python 解释器的路径。sys.platform: 获取当前操作系统的名称。darwin= macOS，win32= Windows，linux= Linux。
platform 平台信息
Python 内置了一个平台信息模块 platform，可以用于获取系统和硬件信息。
主要方法
platform.system(): 获取当前操作系统的名称。Windows,Darwin,Linux,Java等。platform.release(): 获取当前操作系统的发行版本。在 Windows 上返回 Windows 版本号，如
10.在 macOS 上返回 macOS 版本号，如
20.3.0.platform.version(): 获取当前操作系统的版本。在 Windows 上返回 Windows 版本号，如
10.0.19041.在 macOS 上返回 macOS 版本号，如
Darwin Kernel Version 20.3.0.platform.machine(): 获取当前硬件架构。AMD64,x86_64,arm64等。platform.processor(): 获取当前处理器信息。Intel64 Family 6 Model 142 Stepping 10, GenuineIntel.platform.mac_ver(): 获取 macOS 版本信息。返回一个元组，包含 macOS 版本号和版本名称。如
('11.2.3', ('', '', '')).platform.win32_ver(): 获取 Windows 版本信息。返回一个元组，包含 Windows 版本号、版本名称和服务包信息。如
('10', '10.0.19041', 'SP0').
re 正则表达式
Python 内置了一个正则表达式模块 re，可以用于处理字符串匹配和替换等操作。
主要方法
re.match(): 从字符串的开头匹配模式。re.search(): 在字符串中搜索模式。search() 方法会扫描整个字符串，然后返回第一个匹配的结果。
re.findall(): 查找字符串中所有匹配的模式。返回一个列表，包含所有匹配的结果。
re.sub(): 替换字符串中的匹配项。共有四个参数：
pattern,repl,string,count。pattern是要匹配的正则表达式repl是要替换的字符串string是要处理的字符串count是替换的次数，默认为 0，表示替换所有匹配项。re.split(): 按照模式分割字符串。re.compile(): 编译正则表达式。
获取匹配结果
正则表达式的匹配结果是一个 Match 对象，可以通过这个对象来获取匹配的字符串、位置等信息。
.group(): 获取匹配的字符串。.start(): 获取匹配的开始位置。.end(): 获取匹配的结束位置。.span(): 获取匹配的开始和结束位置。
shutil 文件操作
Python 内置了一个文件操作模块 shutil，可以用于复制、移动、删除文件等操作。
主要方法
shutil.copy(): 复制文件。shutil.move(): 移动文件。shutil.rmtree(): 递归删除目录（包括目录下的所有文件和子目录）。
subprocess 子进程
Python 内置了一个子进程模块 subprocess，可以用于创建和管理子进程。
主要方法
subprocess.run(): 运行一个命令。subprocess.Popen(): 创建一个子进程。subprocess.call(): 运行一个命令并等待其完成。
threading 多线程
Python 内置了一个多线程模块 threading，可以用于创建和管理线程。
主要类
threading.Thread: 线程类，用于创建线程。threading.Lock: 锁类，用于线程同步。threading.Event: 事件类，用于线程通信。
使用方法
import threading
import time
def worker():
print(f'{threading.current_thread().name} is working')
time.sleep(1)
print(f'{threading.current_thread().name} is done')
for _ in range(5):
# 创建线程
t = threading.Thread(target=worker)
# 给每个线程起一个名字
t.name = 'Thread-' + str(_)
t.start()datetime 日期和时间
Python 内置了一个日期和时间模块 datetime，可以用于处理日期和时间。
主要类
这些类都需要从
datetime模块中导入。如： from datetime import datetime, timedelta
datetime: 表示日期和时间的类。可以直接传参来创建一个日期和时间对象。如：
datetime(2022, 1, 1)表示 2022 年 1 月 1 日 零点。now()获取当前日期和时间。date()获取日期部分。time()获取时间部分。replace()替换日期和时间的部分字段。如：replace(year=2022, month=1, day=1)。strftime()格式化日期和时间为字符串。如：strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')。timedelta: 表示时间间隔的类。常用于对时间进行加减。timedelta(days=1)表示一天的时间间隔。还支持其他参数，如：seconds,minutes,hours,weeks。如果想表示一天后可以这样：
datetime.now() + timedelta(days=1)。date: 表示日期的类。time: 表示时间的类。timezone: 表示时区的类。
使用方法
from datetime import datetime
# 获取当前日期和时间
now = datetime.now()
# 转换为字符串
now_str = now.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')
print(now_str)queue 队列
Python 内置了一个队列模块 queue，可以用于实现线程安全的队列。
主要类
queue.Queue: 普通队列，先进先出。queue.LifoQueue: 栈，后进先出。queue.PriorityQueue: 优先级队列，按优先级顺序出队。
使用方法
import queue
# 创建一个队列
q = queue.PriorityQueue()
# 向队列中添加元素
q.put((1, 'A'))
# 从队列中取出元素
_, item = q.get()
print(item)pdb 调试器
Python 内置了一个调试器模块 pdb，可以用于在代码中设置断点、单步执行、查看变量等操作。
使用方法
在代码中插入 pdb.set_trace() 语句，然后运行程序，当程序执行到这一行时，会进入调试模式。
在调试模式下，你可以查看变量的值，单步执行代码，设置断点等。
import pdb
def example_function(x):
y = x * 2
pdb.set_trace() # 设置断点
z = y + 10
return z
example_function(5)启动调试器
你也可以在程序运行时通过命令行参数启动调试器：
python -m pdb script.py常用的调试命令
进入调试模式后，你可以使用以下命令来控制程序的执行和检查状态：
n（next）：执行当前行并停在下一行。s（step）：进入当前行调用的函数内。c（continue）：继续执行程序，直到下一个断点或程序结束。q（quit）：退出调试器，终止程序执行。p（print）：打印一个变量的值。例如，p x会打印变量x的值。l（list）：列出当前代码的上下文。你可以通过l命令查看当前行附近的代码。b（break）：设置一个断点。例如，b 10会在第 10 行设置一个断点。cl（clear）：清除断点。例如，cl 10会清除第 10 行的断点。
gc 垃圾回收
Python 内置了一个垃圾回收模块 gc，可以用于手动触发垃圾回收。
使用方法
import gc
# 手动触发垃圾回收
gc.collect()垃圾回收的代（Generations）：
Python 的垃圾回收使用了三代策略（generational approach），即将对象分为三代，每代有不同的垃圾回收策略。gc模块可以控制这些代的垃圾回收行为。
第 0 代：包含新创建的对象，这些对象很快就会被回收。
第 1 代：包含存活时间较长的对象。
第 2 代：包含存活时间最长的对象。
主要功能
手动触发垃圾回收：
gc.collect(generation=0, *, flags=0): 手动触发垃圾回收，可以指定要回收的代（generation）或使用不同的标志（flags）。查看垃圾回收统计信息：
gc.get_stats(): 获取垃圾回收的统计信息，包括各代的回收次数和已回收的对象数量。控制垃圾回收的开关：
gc.enable(): 启用垃圾回收。gc.disable(): 禁用垃圾回收。查看当前的垃圾回收设置：
gc.get_stats(): 获取当前垃圾回收的配置和状态。调试和分析内存泄漏：
gc.get_count(): 获取当前的垃圾回收计数，返回一个包含每代垃圾回收计数的元组。gc.get_objects(): 获取当前所有被追踪的对象，主要用于调试和分析内存使用情况。
uuid
Python 内置了一个 UUID 生成模块 uuid，可以用于生成 UUID（Universally Unique Identifier）。
主要方法
uuid.uuid1(): 基于主机的 MAC 地址和当前时间戳生成 UUID。uuid.uuid3(namespace, name): 基于名字的 MD5 散列值生成 UUID。uuid.uuid4(): 随机生成 UUID。uuid.uuid5(namespace, name): 基于名字的 SHA-1 散列值生成 UUID。
使用方法
import uuid
# 生成一个随机的 UUID
uuid_obj = uuid.uuid4()
print(uuid_obj)http 服务模块
Python 内置了一个 HTTP 服务模块 http，可以用于创建简单的 HTTP 服务器。
主要类
http.server.HTTPServer: HTTP 服务器类。http.server.BaseHTTPRequestHandler: HTTP 请求处理类。
命令行使用方法
你可以通过命令行启动一个简单的 HTTP 服务器：
python -m http.server <port>logging 日志模块
@2024-11-25 本部分的内容已合并到 Python-的日志处理
importlib 模块导入
Python 内置了一个模块导入模块 importlib，可以用于动态导入模块。
主要方法
importlib.import_module(): 动态导入模块。可以用来实现插件系统、动态加载模块、延迟加载等功能。
importlib.reload(): 重新加载模块。它的主要作用是在程序运行时重新加载某个模块，以便在修改代码后不需要重新启动整个程序，就可以看到新代码的效果。
它只能重新加载已导入的模块，且不会重置模块的状态，只是重新执行模块的代码。
使用方法
import importlib
module_name = 'math' # 可以根据用户输入或配置动态指定
module = importlib.import_module(module_name)
print(module.sqrt(16))getopt 命令行参数解析
Python 内置了一个命令行参数解析模块 getopt，可以用于解析命令行参数。
主要方法
getopt.getopt(argv, shortopts, longopts=[]): 解析命令行参数。返回一个元组，包含两个元素：
opts和args。opts是一个列表，列表中的元素是一个元组，包含解析出的选项和参数。args是一个列表，包含解析出的参数。argv: 命令行参数列表。shortopts: 短选项字符串，如：'hvo:'。:表示该选项需要一个参数。longopts: 长选项列表，如：['help', 'version', 'output=']。
getopt.gnu_getopt(argv, shortopts, longopts=[]): GNU 风格的命令行参数解析。与
getopt.getopt()类似，但支持更多的特性。
使用方法
import getopt
opts, args = getopt.getopt(['-h', '-o', 'output.txt', 'input.txt'], 'ho:', ['help', 'output='])
for opt, arg in opts:
if opt in ('-h', '--help'):
print('Help message')
elif opt in ('-o', '--output'):
print(f'Output file: {arg}')