python入门（12）面向对象：标准库与面向对象小结

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Python的标准库包含各种模块，如os用于文件处理，socket支持网络通信，json处理JSON数据，datetime管理日期时间，以及math进行数学计算。此外，还介绍了sys、re、pprint等其他实用模块，并概述了Python的面向对象编程概念。

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1. 定义

Python 的标准库是 Python 安装包中默认包含的一组模块和功能集合。这些模块提供了广泛的功能，包括文件处理、网络通信、数据解析、日期时间操作、数学计算、数据库访问、图形界面等等。

2. 标准库的分类

常用的标准库可以用于文件处理、网络通信、数据解析、日期时间操作、数学计算、数据库访问、图形界面等方面。以下是一些常见的标准库模块的示例：

（1）文件处理：

os：提供对操作系统功能的访问，包括文件和目录操作、进程管理等。
shutil：用于高级文件操作，如复制、移动、删除文件和目录等。

（2）网络通信：

socket：提供网络编程的接口，用于创建客户端和服务器端的网络连接。

（3）数据解析：

json：用于 JSON 数据的编码和解码。
xml.etree.ElementTree：用于解析和操作 XML 数据。

（4）日期时间操作：

datetime：提供日期和时间的处理和计算。
time：用于处理时间相关的操作。

（5）数学计算：

statistics：提供统计相关的函数和方法，如均值、中位数、标准差等。
decimal：用于高精度的十进制数学计算。

（7）数据库访问：

sqlite3：用于访问 SQLite 数据库。
pymysql、psycopg2、pyodbc：用于访问 MySQL、PostgreSQL、Oracle 等数据库。

（8）图形界面：

tkinter：Python 的标准 GUI 工具包，用于创建图形界面应用程序。
wxPython、PyQt、PyGTK：其他流行的 GUI 工具包，用于创建更丰富的图形界面应用程序。

这些标准库模块提供了丰富的功能，覆盖了各个领域的需求。根据具体的项目需求，可以选择适合的标准库模块进行开发。需要注意的是，有些标准库模块可能需要通过 pip 工具进行安装。

3. 常用的标准库模块

（1）os：提供与操作系统交互的功能，如文件和目录操作、进程管理等。

import os

# 获取当前工作目录
print(os.getcwd())

# 创建目录
os.mkdir("my_directory")

# 执行系统命令
os.system("ls")

（2）sys：提供对 Python 解释器的访问和控制，如命令行参数、标准输入输出等。

import sys

# 获取命令行参数
print(sys.argv)

# 退出程序
sys.exit()

（3）datetime：提供日期和时间相关的功能和对象。

from datetime import datetime

# 获取当前日期和时间
now = datetime.now()
print(now)

# 格式化日期时间
formatted = now.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")
print(formatted)

（4）json：提供 JSON 数据的编码和解码功能。

import json

# 将 Python 对象转换为 JSON 字符串
data = {"name": "Alice", "age": 30}
json_str = json.dumps(data)
print(json_str)

# 将 JSON 字符串解码为 Python 对象
decoded = json.loads(json_str)
print(decoded)

（5）re：提供正则表达式操作和模式匹配功能。

import re

# 查找匹配的字符串
pattern = r"\d+"
text = "I have 123 apples and 456 bananas."
matches = re.findall(pattern, text)
print(matches)

（6）pprint：提供更美观的打印输出格式，用于调试和数据展示。

import pprint

data = {'name': 'Alice', 'age': 30, 'city': 'New York'}
pprint.pprint(data)

（7）math：提供数学运算相关的函数和常量。

import math

# 计算平方根
print(math.sqrt(16))

# 计算正弦值
print(math.sin(math.pi / 2))

# 获取常量 pi
print(math.pi)

（8）random：提供生成随机数的功能。

import random

# 生成随机整数
print(random.randint(1, 10))

# 生成随机浮点数
print(random.uniform(0, 1))

# 从列表中随机选择元素
items = ['apple', 'banana', 'cherry']
print(random.choice(items))

（9）csv：提供 CSV 文件的读写操作。

import csv

# 读取 CSV 文件
with open('data.csv', 'r') as file:
    reader = csv.reader(file)
    for row in reader:
        print(row)

# 写入 CSV 文件
data = [['name', 'age'], ['Alice', 30], ['Bob', 25]]
with open('data.csv', 'w', newline='') as file:
    writer = csv.writer(file)
    writer.writerows(data)