标准库索引

Python 标准库索引 — python -c 一行流速查

Python 标准库 200+ 模块中精选约 25 个最常用模块。每个附带 python -c "" 一行流示例，方便 C 工程师快速上手。
全量分类索引见 4库索引。底层原理见 字节码深度剖析。

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系统与进程

模块	类别	一行流	说明
sys	系统	python -c "import sys; print(sys.argv, sys.platform, sys.version)"	命令行参数、平台、Python 版本、stdin/out、路径
os	系统	python -c "import os; print(os.getcwd(), os.listdir('.'))"	工作目录、文件列表、环境变量、文件删除/重命名
shutil	系统	python -c "import shutil; shutil.copy2('src','dst'); shutil.rmtree('dir')"	高级文件操作：复制保留元数据、递归删除目录
subprocess	进程	python -c "import subprocess; r=subprocess.run(['echo','hi'],capture_output=True,text=True); print(r.stdout)"	启动子进程捕获输出，C 程序的管道搭档
argparse	进程	python -c "import argparse; p=argparse.ArgumentParser(); p.add_argument('--name'); print(p.parse_args(['--name','x']))"	命令行参数解析，自动生成 —help
pathlib	系统	python -c "from pathlib import Path; p=Path('/tmp'); print(list(p.glob('*.txt')))"	面向对象路径：glob/suffix/stem/read_text
tempfile	系统	python -c "import tempfile; f=tempfile.NamedTemporaryFile(suffix='.tmp'); print(f.name)"	自动清理的临时文件/目录

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文本与字符串

模块	类别	一行流	说明
re	文本	python -c "import re; print(re.findall(r'\b\w{3}\b','abc def ghi'))"	正则：search/match/findall/sub/split
string	文本	python -c "import string; print(string.ascii_letters, string.digits, string.punctuation)"	字符常量集、Formatter 模板
textwrap	文本	python -c "import textwrap; print(textwrap.fill('hello '*20,width=20))"	段落换行、缩进、去缩进
difflib	文本	python -m difflib file1.txt file2.txt	文本比对，生成 unified diff

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容器与数据结构

模块	类别	一行流	说明
collections	容器	python -c "from collections import Counter,deque,defaultdict; d=defaultdict(int); d['a']+=1; print(d)"	Counter(计数), deque(双端队列), defaultdict(带默认值字典), OrderedDict, namedtuple
heapq	容器	python -c "import heapq; h=[3,1,4,2]; heapq.heapify(h); print(heapq.heappop(h))"	最小堆：heappush/heappop/heapify/nlargest/nsmallest
bisect	容器	python -c "import bisect; a=[1,2,4,5]; i=bisect.bisect_left(a,3); bisect.insort(a,3); print(a,i)"	二分查找插入点，O(log n)
array	容器	python -c "from array import array; a=array('i',[1,2,3]); print(a.tolist())"	C 风格紧密数组，比 list 高效

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迭代与函数工具

模块	类别	一行流	说明
itertools	迭代	python -c "import itertools; print(list(itertools.chain('AB','12')))"	迭代器：chain/count/cycle/permutations/combinations/product/groupby
functools	函数	python -c "import functools; @functools.lru_cache\ndef fib(n): return n if n<2 else fib(n-1)+fib(n-2); print(fib(100))"	lru_cache(无脑加速递归), reduce, partial, wraps
operator	函数	python -c "from operator import itemgetter,attrgetter; data=[(1,'b'),(2,'a')]; print(sorted(data,key=itemgetter(1)))"	itemgetter/attrgetter 替代 lambda，运算符函数

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文件格式

模块	类别	一行流	说明
json	格式	python -c "import json; d={'a':1}; print(json.dumps(d)); print(json.loads('{\"b\":2}'))"	JSON 编解码，Python ⇄ C 数据交换首选
csv	格式	python -c "import csv,io; r=csv.reader(io.StringIO('a,b\\n1,2')); print(list(r))"	CSV 读写，支持 DictReader/DictWriter
xml	格式	python -c "import xml.etree.ElementTree as ET; r=ET.fromstring('<a><b>1</b></a>'); print(r.find('b').text)"	ElementTree XML 解析器
configparser	格式	python -c "import configparser,io; c=configparser.ConfigParser(); c.read_string('[D]\\nk=v'); print(c['D']['k'])"	INI 配置文件解析
struct	格式	python -c "import struct; packed=struct.pack('<i2f',42,1.0,2.0); print(struct.unpack('<i2f',packed))"	C 结构体二进制打包/解包，< 小端 = 本机

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数学与随机

模块	类别	一行流	说明
math	数学	python -c "import math; print(math.sqrt(2), math.pi, math.factorial(5))"	对标 C math.h：三角函数、对数、阶乘、常量
random	数学	python -c "import random; print(random.choice([1,2,3]), random.sample(range(10),3))"	伪随机：choice/shuffle/randint/seed/normalvariate
statistics	数学	python -c "import statistics as s; print(s.mean([1,2,3]), s.stdev([1,2,3]))"	平均值/中位数/众数/标准差/方差
decimal	数学	python -c "from decimal import Decimal; print(Decimal('0.1')+Decimal('0.2')==Decimal('0.3'))"	精确十进制，避免浮点误差
fractions	数学	python -c "from fractions import Fraction; print(Fraction(1,3)+Fraction(1,3))"	有理数精确运算（分数）

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日期时间

模块	类别	一行流	说明
datetime	时间	python -c "from datetime import datetime,timedelta; now=datetime.now(); print(now+timedelta(days=1))"	datetime/date/time/timedelta 对象
time	时间	python -c "import time; t0=time.perf_counter(); time.sleep(0.1); print(time.perf_counter()-t0)"	时间戳/sleep/高精度计时
calendar	时间	python -c "import calendar; print(calendar.month(2026,1)); print(calendar.isleap(2026))"	日历打印/闰年判断/星期运算

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并发

模块	类别	一行流	说明
threading	并发	python -c "import threading; t=threading.Thread(target=lambda:print('hi')); t.start(); t.join()"	OS 线程（受 GIL 限制，CPU 密集无效）
multiprocessing	并发	python -c "from multiprocessing import Pool; with Pool(4) as p: print(p.map(str,range(10)))"	多进程（绕过 GIL），进程间通讯
concurrent.futures	并发	python -c "from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor; ex=ThreadPoolExecutor(4); list(ex.map(pow,[2]*5,range(5)))"	统一的线程/进程池接口
asyncio	并发	python -c "import asyncio; asyncio.run(asyncio.sleep(0.1)); print('done')"	单线程异步框架，适合 I/O 密集型

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网络

模块	类别	一行流	说明
socket	网络	python -c "import socket; print(socket.gethostbyname('localhost'))"	BSD socket 接口，与 C 的 socket.h 对应
urllib	网络	python -c "from urllib.request import urlopen; r=urlopen('http://httpbin.org/get'); print(r.status)"	标准库 HTTP 客户端（建议第三方用 requests）
http.server	网络	python -m http.server 8000	一行启动静态文件 HTTP 服务器
email	网络	python -c "from email.mime.text import MIMEText; msg=MIMEText('body'); msg['Subject']='test'"	MIME 邮件构建与解析
ssl	网络	python -c "import ssl; print(ssl.OPENSSL_VERSION)"	TLS/SSL 安全套接字包装

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调试与测试

模块	类别	一行流	说明
pdb	调试	python -c "import pdb; pdb.set_trace()"	断点调试器（对标 GDB 的 break/step/print）
logging	调试	python -c "import logging; logging.basicConfig(level=logging.DEBUG); logging.info('msg')"	可配置的日志系统
trace	调试	python -m trace --trace script.py	追踪每一行代码的执行
unittest	测试	python -m unittest discover -s tests	xUnit 风格单元测试
doctest	测试	python -m doctest -v module.py	从 docstring 提取 >>> 示例运行验证

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代码工具

模块	类别	一行流	说明
ast	代码	python -c "import ast; tree=ast.parse('x=1+2'); print(ast.dump(tree,indent=2))"	抽象语法树：Python 代码的结构化分析
dis	代码	python -c "import dis; dis.dis(compile('x=1+2','','exec'))"	字节码反汇编（Python 的 “objdump”）
inspect	代码	python -c "import inspect; print(inspect.signature(print))"	运行时反射：获取源码/签名/参数列表
types	代码	python -c "import types; f=types.SimpleNamespace(x=1,y=2); print(f.x)"	类型对象和动态类型创建
typing	代码	python -c "from typing import List,Optional,Tuple; print(Tuple[int,str])"	类型注解，提供 C 级别的”类型文档”

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快速参考：按需求查找

需求	一行流
打印命令行参数	python -c "import sys; print(sys.argv)"
获取当前目录文件列表	python -c "import os; print(os.listdir('.'))"
执行外部命令获取输出	python -c "import subprocess; print(subprocess.check_output(['echo','hi'],text=True))"
正则查找所有数字	python -c "import re; print(re.findall(r'\d+','a1b22c333'))"
字符串出现次数统计	python -c "from collections import Counter; print(Counter('abracadabra'))"
笛卡尔积	python -c "import itertools; print(list(itertools.product('AB','12')))"
JSON 字符串 → 字典	python -c "import json; print(json.loads('{\"k\":[1,2]}'))"
C 结构体打包	python -c "import struct; struct.pack('<i2f',1,2.0,3.0)"
计算平方根	python -c "import math; print(math.sqrt(2))"
随机抽取样本	python -c "import random; print(random.sample(range(1,50),6))"
当前日期时间	python -c "from datetime import datetime; print(datetime.now())"
高精度计时	python -c "import time; t0=time.perf_counter(); x=sum(range(10**7)); print(time.perf_counter()-t0)"
起 HTTP 服务器	python -m http.server 8080
字节码反编译	python -c "import dis; dis.dis('x=1+2')"
带缓存的递归	python -c "from functools import lru_cache; print((lambda f:(f(100)))((lambda n:n if n<2 else f(n-1)+f(n-2)))" (慎用，建议写两行)
断点调试	python -c "import pdb; pdb.set_trace()"
日志输出	python -c "import logging; logging.basicConfig(level=logging.INFO); logging.info('started')"
查看函数签名	python -c "import inspect; print(inspect.signature(sorted))"
类型注解	python -c "from typing import List; x: List[int] = [1,2,3]"

练习

以下题目用于验证本章所学内容：

题号	题目	链接	涉及知识点
—	本章无对应力扣题	—	请用动手练习题自检