Python内置函数与标准库概览

# 1. Python内置函数简介

Python中的内置函数是指在Python解释器中内置的具有特定功能的函数，可以直接调用而无需导入任何模块。内置函数为Python提供了基本的功能和特性，可以帮助开发者更高效地进行编程和开发工作。

## 1.1 内置函数是什么

内置函数是Python解释器中预先定义好的函数，无需额外导入模块即可直接调用。这些函数可以执行一些常见的操作，如数学运算、字符串处理、文件操作等，为Python编程提供了基础支持。

## 1.2 常用的内置函数

Python中有大量的内置函数，其中一些常用的包括：
- `print()`: 用于打印输出内容到控制台
- `len()`: 返回对象的长度或元素个数
- `type()`: 返回对象的类型
- `int()`: 将一个数字或字符串转换为整数
- `str()`: 将对象转换为字符串

## 1.3 使用内置函数的注意事项

在使用Python内置函数时，需要注意以下几点：
- 内置函数的参数类型和个数必须符合函数的定义，否则会报错
- 内置函数应根据具体需求选择适当的函数，避免误用
- 尽量避免将内置函数的名称用作变量名，以免造成命名冲突

总结：Python内置函数是Python解释器中预先定义好的函数，可以直接调用而无需导入模块。常用的内置函数包括`print()`、`len()`、`type()`等，使用时需注意参数类型和个数的匹配，以及避免命名冲突。

# 2. 数学和统计函数

数学和统计函数在Python中扮演着重要的角色，用于处理各种数值计算和统计分析。本章将介绍常见的数学和统计函数，包括数学运算函数和统计函数，并通过示例演示它们的用法。

### 2.1 数学运算函数

Python提供了丰富的内置数学运算函数，可以完成各种数值计算任务。下面是一些常用的数学函数及其功能：

- `abs(x)`：返回x的绝对值。
- `pow(x, y)`：返回x的y次幂。
- `round(x, n)`：返回x的四舍五入值，保留n位小数。
- `math.sqrt(x)`：返回x的平方根。
- `math.sin(x)`：返回x（弧度）的正弦值。

import math

print(abs(-10))        # 输出：10
print(pow(2, 3))       # 输出：8
print(round(3.14159, 2))   # 输出：3.14
print(math.sqrt(16))    # 输出：4.0
print(math.sin(math.radians(30)))   # 输出：0.5，注意传入的是弧度制的角度

#### 2.2 统计函数

除了数学运算函数外，Python也提供了许多用于统计分析的函数，例如计算均值、中位数、方差等。以下是一些常用的统计函数：

- `sum(iterable)`：对可迭代对象求和。
- `statistics.mean(data)`：计算数据的均值。
- `statistics.median(data)`：计算数据的中位数。
- `statistics.stdev(data)`：计算数据的标准差。

import statistics

data = [1, 2, 3, 4, 5]

print(sum(data))    # 输出：15
print(statistics.mean(data))    # 输出：3.0
print(statistics.median(data))    # 输出：3
print(statistics.stdev(data))    # 输出：1.5811388300841898

### 2.3 示例：如何使用数学和统计函数

接下来，让我们通过一个示例来展示如何结合数学和统计函数进行数据处理：

import math
import statistics

# 计算平方根和标准差
data = [10, 20, 30, 40, 50]
sqrt_data = [math.sqrt(x) for x in data]
std_dev = statistics.stdev(data)

print("数据：", data)
print("平方根：", sqrt_data)
print("标准差：", std_dev)

通过这个示例，我们可以看到数学和统计函数在数据处理中的实际应用，帮助我们快速准确地进行数值计算和统计分析。

# 3. 字符串处理函数

在Python中，字符串是一种非常常见的数据类型，因此字符串处理函数在日常编程工作中也非常重要。本章将介绍常用的字符串处理函数以及它们的应用场景。

#### 3.1 字符串基本操作函数

Python提供了丰富的字符串基本操作函数，例如`len()`函数用于获取字符串的长度，`upper()`和`lower()`函数用于将字符串转换为大写和小写，`strip()`函数用于去除字符串两端的空白字符等。

下面是一个示例代码，演示了如何使用字符串基本操作函数：

# 获取字符串长度
s