Python常用模組介紹

python除了關鍵字（keywords）和內建的類型和函數（builtins）,更多的功能是通過libraries（即modules）來提供的。

常用的libraries（modules）如下：

1）python運行時服務

* copy： copy模組提供了對複合（compound）對象（list，tuple，dict，custom class）進行淺拷貝和深拷貝的功能。

* pickle： pickle模組被用來序列化python的對象到bytes流，從而適合儲存到檔案，網路傳輸，或資料庫儲存。（pickle的過程也被稱serializing,marshalling或者flattening，pickle同時可以用來將bytes流還原序列化為python的對象）。

* sys：sys模組包含了跟python解析器和環境相關的變數和函數。

* 其他： atexit，gc，inspect，marshal，traceback，types，warnings，weakref。

2）數學

* decimal：python中的float使用雙精確度的二進位浮點編碼來表示的，這種編碼導致了小數不能被精確的表示，例如0.1實際上記憶體中為0.100000000000000001，還有3*0.1 == 0.3 為False. decimal就是為瞭解決類似的問題的，擁有更高的精確度，能表示更大範圍的數字，更精確地四捨五入。

* math：math模組定義了標準的數學方法，例如cos(x),sin(x)等。

* random：random模組提供了各種方法用來產生隨機數。

* 其他：fractions，numbers。

3）資料結構，演算法和代碼簡化

* array： array代表數組，類似與list，與list不同的是只能儲存相同類型的對象。

* bisect： bisect是一個有序的list，其中內部使用二分法（bitsection）來實現大部分操作。

* collections：collections模組包含了一些有用的容器的高效能實現，各種容器的抽象基類，和建立name-tuple對象的函數。例如包含了容器deque，defaultdict，namedtuple等。

* heapq：heapq是一個使用heap實現的帶有優先順序的queue。

* itertools：itertools包含了函數用來建立有效iterators。所有的函數都返回iterators或者函數包含iterators（例如generators 和generators expression）。

* operator： operator提供了訪問python內建的操作和解析器提供的特殊方法，例如 x+y 為 add（x，y），x+=y為iadd（x，y），a % b 為mod（a，b）等等。

* 其他：abc，contextlib，functools。

4) string 和 text 處理

*codecs：codecs模組被用來處理不同的字元編碼與unicode text io的轉化。

* re：re模組用來對字串進行Regex的匹配和替換。

* string：string模組包含大量有用的常量和函數用來處理字串。也包含了新字串格式的類。

* struct：struct模組被用來在python和二進位結構間實現轉化。

* unicodedata：unicodedata模組提供訪問unicode字元資料庫

5) python資料庫訪問

* 關係型資料庫擁有共同的規範Python Database API Specification V2.0，MySQL，Oracle等都實現了此規範，然後增加自己的擴充。

* sqlite3: sqlite3 模組提供了SQLite資料庫訪問的介面。SQLite資料庫是以一個檔案或記憶體的形式存在的自包含的關係型資料庫。

* DBM-style 資料庫模組：python提供了打了的modules來支援UNIX DBM-style資料庫檔案。dbm模組用來讀取標準的UNIX-dbm資料庫檔案，gdbm用來讀取GNU dbm資料庫檔案，dbhash用來讀取Berkeley DB資料庫檔案。所有的這些模組提供了一個對象實現了基於字串的持久化的字典，他與字典dict非常相似，但是他的keys和values都必須是字串。

* shelve：shelve模組使用特殊的“shelf”對象來支援持久化對象。這個對象的行為與dict相似，但是所有的他儲存的對象都使用基於hashtable的資料庫（dbhash，dbm，gdbm）儲存在硬碟。與dbm模組的區別是所儲存的對象不僅是字串，而且可以是任意的與pickle相容的對象。

6）檔案和目錄處理

* bz2：bz2模組用來處理以bzip2壓縮演算法壓縮的檔案。

* filecmp：filecmp模組提供了函數來比較檔案和目錄。

* fnmatch：fnmatch模組提供了使用UNIX shell-style的萬用字元來匹配檔案名稱。這個模組只是用來匹配，使用glob可以獲得匹配的檔案清單。

* glob：glob模組返回了某個目錄下與指定的UNIX shell萬用字元匹配的所有檔案。

* gzip：gzip模組提供了類GzipFile，用來執行與GNUgzip程式相容的檔案的讀寫。

* shutil： shutil模組用來執行更進階別的檔案操作，例如拷貝，刪除，改名。shutil操作之針對一般的檔案，不支援pipes，block devices等檔案類型。

* tarfile： tarfile模組用來維護tar封存檔案。tar沒有壓縮的功能。

* tempfile：tempfile模組用來產生臨時檔案和檔案名稱。

* zipfile： zipfile模組用來處理zip格式的檔案。

* zlib，zlib模組提供了對zlib庫的壓縮功能的訪問。

7）作業系統的服務

* cmmands： commands模組被用來執行簡單的系統命令，命令以字串的形式傳入，且同時以字串的形式返回命令的輸出。但是此模組只在UNIX系統上可用。

* configParser，configParser模組用來讀寫windows的ini格式的設定檔。

* datetime，datetime模組提供了各種類型來表示和處理日期和時間。

* errno， 定義了所有的errorcode對應的符號名字。

* io，io模組實現了各種IO形式和內建的open()函數。

* logging， logging模組靈活方便地對應用程式記錄events，errors，warnings，和debuging 資訊。這些log資訊可以被收集，過濾，寫到檔案或系統log，甚至通過網路發送到遠端機器上。

*mmap，mmap模組提供了記憶體對應檔對象的支援，使用記憶體對應檔與使用一般的檔案或byte字串相似。

*msvcrt，mscrt只可以在windows系統使用，用來訪問Visual C執行階段程式庫的很多有用的功能。

*optparse，optparse模組更進階別來處理UNIX style的命令列選項sys.argv。

* os，os模組對通用的作業系統服務提供了可移植的（portable）的介面。os可以認為是nt和posix的抽象。nt提供windows的服務介面，posix提供UNIX（linux，mac）的服務介面。

* os.path，os.path模組以可移植的方式來處理路徑相關的操作。

* signal，signal模組用來實現訊號（signal）處理，往往跟同步有關。

* subprocess，subprocess模組包含了函數和對象來統一建立新進程，控制新進程的輸入輸出資料流，處理進程的返回。

* time，time模組提供了各種時間相關的函數。常用的time.sleep().

* winreg, winreg模組用來操作windows註冊表。

* 其他：fcntl。

8）線程和並行

* multiprocessing，multiprocessing模組提供通過subprocess來載入多個任務，通訊，共用資料，執行各種同步操作。

* threading，threading模組提供了thread類很很多的同步方法來實現多線程編程。

* queue，queue模組實現了各種多生產者，多消費者隊列，被用來實現多線程程式的資訊安全交換。

* 其他：Coroutines and Microthreading。

9）網路編程和通訊端（sockets）

* asynchat，asynchat模組通過封裝asyncore來簡化了應用程式的網路非同步處理。

* ssl，ssl模組被用來使用secure sockets layer（SSL）封裝socket對象，從而使得實現資料加密和終端認證。python使用openssl來實現此模組。

* socketserver，socketserver模組提供了類型簡化了TCP，UDP和UNIX領域的socket server的實現。

* 其他：asyncore，select。

10）internet應用程式編程

* ftplib，ftplib模組實現了ftp的client端協議。此模組很少使用，因為urllib提供了更進階的介面。

* http包，包含了http client和server的實現和cookies管理的模組。

* smtplib，smtplib包含了smtp client的底層介面，用來使用smtp協議發送郵件。

* urllib，urllib包提供了進階的介面來實現與http server，ftp server和本地檔案互動的client。

* xmlrpc，xmlrpc模組被用類實現XML-RPC client。

11）web 編程

* cgi，cgi模組用來實現cgi指令碼，cgi程式一般地被webserver執行，用來處理使用者在form中的輸入，或產生一些動態內容。當與cgi指令碼有管的request被提交，webserver將cgi作為子進程執行，cgi程式通過sys.stdin或環境變數來獲得輸入，通過sys.stdout來輸出。

* webbrowser，webbrowser模組提供了平台獨立的工具函數來使用web browser開啟文檔。

* 其他：wsgiref/WSGI (Python Web Server Gateway Interface).

12) internet 資料處理和編碼

* base64，base64模組提供了base64，base32，base16編碼方式，用來實現二進位與文本間的編碼和解碼。base64通常用來對編碼位元據，從而嵌入到郵件或http協議中。

* binascii，binascii模組提供了低級的介面來實現二進位和各種ASCII編碼的轉化。

* csv，csv模組用來讀寫comma-separated values（CSV）檔案。

* email，email包提供了大量的函數和對象來使用MIME標準來表示，解析和維護email訊息。

* hashlib，hashlib模組實現了各種secure hash和message digest algorithms，例如MD5和SHA1。

* htmlparser（html.parser），此模組定義了HTMLParser來解析HTML和XHTML文檔。使用此類，需要定義自己的類且繼承於HTMLParser。

* json，json模組被用類序列化或飯序列化Javascript object notation（JSON）對象。

* xml,xml包提供了各種處理xml的方法。

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