Python3 标准库概览

数学
math模块为浮点运算提供了对底层C函数库的访问:

import math
math.cos(math.pi / 4)
0.70710678118654757
math.log(1024, 2)
10.0
random提供了生成随机数的工具。

import random
random.choice(['apple', 'pear', 'banana'])
'apple'
random.sample(range(100), 10) # sampling without replacement
[30, 83, 16, 4, 8, 81, 41, 50, 18, 33]
random.random() # random float
0.17970987693706186
random.randrange(6) # random integer chosen from range(6)
4
访问 互联网
有几个模块用于访问互联网以及处理网络通信协议。其中最简单的两个是用于处理从 urls 接收的数据的 urllib.request 以及用于发送电子邮件的 smtplib:

from urllib.request import urlopen
for line in urlopen('http://tycho.usno.navy.mil/cgi-bin/timer.pl'):
... line = line.decode('utf-8') # Decoding the binary data to text.
... if 'EST' in line or 'EDT' in line: # look for Eastern Time
... print(line)

Nov. 25, 09:43:32 PM EST

import smtplib
server = smtplib.SMTP('localhost')
server.sendmail('soothsayer@example.org', 'jcaesar@example.org',
... """To: jcaesar@example.org
... From: soothsayer@example.org
...
... Beware the Ides of March.
... """)
server.quit()
注意第二个例子需要本地有一个在运行的邮件服务器。

日期和时间
datetime模块为日期和时间处理同时提供了简单和复杂的方法。

支持日期和时间算法的同时，实现的重点放在更有效的处理和格式化输出。

该模块还支持时区处理:

dates are easily constructed and formatted

from datetime import date
now = date.today()
now
datetime.date(2003, 12, 2)
now.strftime("%m-%d-%y. %d %b %Y is a %A on the %d day of %B.")
'12-02-03. 02 Dec 2003 is a Tuesday on the 02 day of December.'

dates support calendar arithmetic

birthday = date(1964, 7, 31)
age = now - birthday
age.days
14368
数据压缩
以下模块直接支持通用的数据打包和压缩格式：zlib，gzip，bz2，zipfile，以及 tarfile。

import zlib
s = b'witch which has which witches wrist watch'
len(s)
41
t = zlib.compress(s)
len(t)
37
zlib.decompress(t)
b'witch which has which witches wrist watch'
zlib.crc32(s)
226805979
性能度量
有些用户对了解解决同一问题的不同方法之间的性能差异很感兴趣。Python 提供了一个度量工具，为这些问题提供了直接答案。

例如，使用元组封装和拆封来交换元素看起来要比使用传统的方法要诱人的多,timeit 证明了现代的方法更快一些。

from timeit import Timer
Timer('t=a; a=b; b=t', 'a=1; b=2').timeit()
0.57535828626024577
Timer('a,b = b,a', 'a=1; b=2').timeit()
0.54962537085770791
相对于 timeit 的细粒度，:mod:profile 和 pstats 模块提供了针对更大代码块的时间度量工具。

测试模块
开发高质量软件的方法之一是为每一个函数开发测试代码，并且在开发过程中经常进行测试

doctest模块提供了一个工具，扫描模块并根据程序中内嵌的文档字符串执行测试。

测试构造如同简单的将它的输出结果剪切并粘贴到文档字符串中。

通过用户提供的例子，它强化了文档，允许 doctest 模块确认代码的结果是否与文档一致:

def average(values):
"""Computes the arithmetic mean of a list of numbers.

>>> print(average([20, 30, 70]))
40.0
"""
return sum(values) / len(values)

import doctest
doctest.testmod() # 自动验证嵌入测试
unittest模块不像 doctest模块那么容易使用，不过它可以在一个独立的文件里提供一个更全面的测试集:

import unittest

class TestStatisticalFunctions(unittest.TestCase):

def test_average(self):
    self.assertEqual(average([20, 30, 70]), 40.0)
    self.assertEqual(round(average([1, 5, 7]), 1), 4.3)
    self.assertRaises(ZeroDivisionError, average, [])
    self.assertRaises(TypeError, average, 20, 30, 70)

unittest.main() # Calling from the command line invokes all tests