14.Python标准库

简介

Python标准库是随Python附带安装的，它包含大量极其有用的模块。熟悉Python标准库是十分重

要的，因为如果你熟悉这些库中的模块，那么你的大多数问题都可以简单快捷地使用它们来解决

。

我们已经研究了一些这个库中的常用模块。你可以在Python附带安装的文档的“库参考”一节中

了解Python标准库中所有模块的完整内容。

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14.1 sys模块

sys模块包含系统对应的功能。我们已经学习了sys.argv列表，它包含命令行参数。

命令行参数

例14.1 使用sys.argv

------------------------------

#!/usr/bin/python

# Filename: cat.py

import sys

import os

def readfile(filename):

   '''Print a file to the standard output.'''

   f = file(filename)

   while True:

       line = f.readline()

       if len(line) == 0:

           break

       print line, # notice comma

   f.close()

# Script starts from here

if len(sys.argv) < 2:

   print 'No action specified.'

   sys.exit()

if sys.argv[1].startswith('--'):

   option = sys.argv[1][2:]

   # fetch sys.argv[1] but without the first two characters

   if option == 'version':

       print 'Version 1.2'

   elif option == 'help':

       print '''\

This program prints files to the standard output.

Any number of files can be specified.

Options include:

 --version : Prints the version number

 --help    : Display this help'''

   else:

       print 'Unknown option.'

   sys.exit()

else:

   for filename in sys.argv[1:]:

       if not os.path.exists(filename):

          print 'No such file or directory: %s' % filename

          sys.exit()

   readfile(filename)

------------------------------

输出

$ python cat.py

-----------------------

No action specified.

-----------------------

$ python cat.py --help

-------------------------

This program prints files to the standard output.

Any number of files can be specified.

Options include:

 --version : Prints the version number

 --help    : Display this help

------------------------

$ python cat.py --version

-----------------

Version 1.2

-------------------

$ python cat.py --nonsense

----------------

Unknown option.

---------------

$ python cat.py poem.txt

------------------

Programming is fun

When the work is done

if you wanna make your work also fun:

       use Python!

---------------------

$ python cat.py nothing.txt

---------------------

No such file or directory: nothing.txt

---------------------

它如何工作

这个程序用来模范Linux/Unix用户熟悉的cat命令。你只需要指明某些文本文件的名字，这个程

序会把它们打印输出。

在Python程序运行的时候，即不是在交互模式下，在sys.argv列表中总是至少有一个项目。它就

是当前运行的程序名称，作为sys.argv[0]（由于Python从0开始计数）。其他的命令行参数在这

个项目之后。

为了使这个程序对用户更加友好，我们提供了一些用户可以指定的选项来了解更多程序的内容。

我们使用第一个参数来检验我们的程序是否被指定了选项。如果使用了--version选项，程序的

版本号将被打印出来。类似地，如果指定了--help选项，我们提供一些关于程序的解释。我们使

用sys.exit函数退出正在运行的程序。和以往一样，你可以看一下help(sys.exit)来了解更多详

情。

如果没有指定任何选项，而是为程序提供文件名的话，它就简单地打印出每个文件地每一行，按

照命令行中的顺序一个文件接着一个文件地打印。

顺便说一下，名称cat是 concatenate 的缩写，它基本上表明了程序的功能——它可以在输出打

印一个文件或者把两个或两个以上文件连接/级连在一起打印。

更多sys的内容

sys.version字符串给你提供安装的Python的版本信息。sys.version_info元组则提供一个更简

单的方法来使你的程序具备Python版本要求功能。

$ python

------------------

>>> import sys

>>> sys.version

'2.3.4 (#1, Oct 26 2004, 16:42:40) \n[GCC 3.4.2 20041017 (Red Hat 3.4.2-6.fc3)]'

>>> sys.version_info

(2, 3, 4, 'final', 0)

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对于有经验的程序员，sys模块中其他令人感兴趣的项目有sys.stdin、sys.stdout和sys.stderr

它们分别对应你的程序的标准输入、标准输出和标准错误流。

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14.2 os模块

这个模块包含普遍的操作系统功能。如果你希望你的程序能够与平台无关的话，这个模块是尤为

重要的。即它允许一个程序在编写后不需要任何改动，也不会发生任何问题，就可以在Linux和

Windows下运行。一个例子就是使用os.sep可以取代操作系统特定的路径分割符。

下面列出了一些在os模块中比较有用的部分。它们中的大多数都简单明了。

os.name字符串指示你正在使用的平台。比如对于Windows，它是'nt'，而对于Linux/Unix用户，

它是'posix'。

os.getcwd()函数得到当前工作目录，即当前Python脚本工作的目录路径。

os.getenv()和os.putenv()函数分别用来读取和设置环境变量。

os.listdir()返回指定目录下的所有文件和目录名。

os.remove()函数用来删除一个文件。

os.system()函数用来运行shell命令。

os.linesep字符串给出当前平台使用的行终止符。例如，Windows使用'\r\n'，Linux使用'\n'而

Mac使用'\r'。

os.path.split()函数返回一个路径的目录名和文件名。

>>> os.path.split('/home/swaroop/byte/code/poem.txt')

('/home/swaroop/byte/code', 'poem.txt')

os.path.isfile()和os.path.isdir()函数分别检验给出的路径是一个文件还是目录。类似地，

os.path.existe()函数用来检验给出的路径是否真地存在。

你可以利用Python标准文档去探索更多有关这些函数和变量的详细知识。你也可以使用help

(sys)等等。

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15.更多Python的内容

特殊的方法

在类中有一些特殊的方法具有特殊的意义，比如__init__和__del__方法，它们的重要性我们已

经学习过了。

一般说来，特殊的方法都被用来模仿某个行为。例如，如果你想要为你的类使用x[key]这样的索

引操作（就像列表和元组一样），那么你只需要实现__getitem__()方法就可以了。想一下，

Python就是对list类这样做的！

下面这个表中列出了一些有用的特殊方法。如果你想要知道所有的特殊方法，你可以在《Python

参考手册》中找到一个庞大的列表。

表15.1 一些特殊的方法

名称 说明

__init__(self,...) 这个方法在新建对象恰好要被返回使用之前被调用。

__del__(self) 恰好在对象要被删除之前调用。

__str__(self) 在我们对对象使用print语句或是使用str()的时候调用。

__lt__(self,other) 当使用 小于 运算符（<）的时候调用。类似地，对于所有的运算符（+，>

等等）都有特殊的方法。

__getitem__(self,key) 使用x[key]索引操作符的时候调用。

__len__(self) 对序列对象使用内建的len()函数的时候调用。

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15.2 列表综合

通过列表综合，可以从一个已有的列表导出一个新的列表。例如，你有一个数的列表，而你想要

得到一个对应的列表，使其中所有大于2的数都是原来的2倍。对于这种应用，列表综合是最理想

的方法。

使用列表综合

例15.1 使用列表综合

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#!/usr/bin/python

# Filename: list_comprehension.py

listone = [2, 3, 4]

listtwo = [2*i for i in listone if i > 2]

print listtwo

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输出

$ python list_comprehension.py

----------------

[6, 8]

----------------

它如何工作

这里我们为满足条件（if i > 2）的数指定了一个操作（2*i），从而导出一个新的列表。注意

原来的列表并没有发生变化。在很多时候，我们都是使用循环来处理列表中的每一个元素，而使

用列表综合可以用一种更加精确、简洁、清楚的方法完成相同的工作。

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在函数中接收元组和列表

当要使函数接收元组或字典形式的参数的时候，有一种特殊的方法，它分别使用*和**前缀。这

种方法在函数需要获取可变数量的参数的时候特别有用。

>>> def powersum(power, *args):

...     '''Return the sum of each argument raised to specified power.'''

...     total = 0

...     for i in args:

...          total += pow(i, power)

...     return total

...

>>> powersum(2, 3, 4)

25

>>> powersum(2, 10)

100

由于在args变量前有*前缀，所有多余的函数参数都会作为一个元组存储在args中。如果使用的

是**前缀，多余的参数则会被认为是一个字典的键/值对。

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15.2 lambda形式

lambda语句被用来创建新的函数对象，并且在运行时返回它们。

例15.2 使用lambda形式

--------------------------

#!/usr/bin/python

# Filename: lambda.py

def make_repeater(n):

   return lambda s: s*n

twice = make_repeater(2)

print twice('word')

print twice(5)

-----------------------

输出

$ python lambda.py

-------------------

wordword

10

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它如何工作

这里，我们使用了make_repeater函数在运行时创建新的函数对象，并且返回它。lambda语句用

来创建函数对象。本质上，lambda需要一个参数，后面仅跟单个表达式作为函数体，而表达式的

值被这个新建的函数返回。注意，即便是print语句也不能用在lambda形式中，只能使用表达式。

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exec和eval语句

exec语句用来执行储存在字符串或文件中的Python语句。例如，我们可以在运行时生成一个包含

Python代码的字符串，然后使用exec语句执行这些语句。下面是一个简单的例子。

>>> exec 'print "Hello World"'

Hello World

eval语句用来计算存储在字符串中的有效Python表达式。下面是一个简单的例子。

>>> eval('2*3')

6

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assert语句

assert语句用来声明某个条件是真的。例如，如果你非常确信某个你使用的列表中至少有一个元

素，而你想要检验这一点，并且在它非真的时候引发一个错误，那么assert语句是应用在这种情

形下的理想语句。当assert语句失败的时候，会引发一个AssertionError。

>>> mylist = ['item']

>>> assert len(mylist) >= 1

>>> mylist.pop()

'item'

>>> assert len(mylist) >= 1

Traceback (most recent call last):

 File "<stdin>", line 1, in ?

AssertionError

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repr函数

repr函数用来取得对象的规范字符串表示。反引号（也称转换符）可以完成相同的功能。注意，

在大多数时候有eval(repr(object)) == object。

>>> i = []

>>> i.append('item')

>>> `i`

"['item']"

>>> repr(i)

"['item']"

基本上，repr函数和反引号用来获取对象的可打印的表示形式。你可以通过定义类的__repr__方

法来控制你的对象在被repr函数调用的时候返回的内容。

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