【基础】标准库介绍：常用模块和函数

# 1. Python标准库概述

Python标准库是Python语言自带的一组模块和函数，为开发者提供了丰富的功能和工具，涵盖了数据处理、文件操作、网络编程等多个领域。这些模块和函数经过了广泛的测试和优化，具有稳定性和可靠性，可以帮助开发者快速高效地开发应用程序。

# 2. Python标准库常用模块

Python标准库提供了丰富的模块，涵盖了各种常见任务，包括数据处理、文件操作、网络编程等。这些模块经过广泛测试，具有可靠性和可移植性，可以帮助开发人员快速高效地完成任务。

### 2.1 数据处理模块

数据处理模块是Python标准库中最重要的模块之一，提供了处理各种数据结构和操作的工具。

#### 2.1.1 NumPy模块

NumPy模块是一个强大的多维数组处理库，它提供了高效的数组操作、线性代数和傅里叶变换等功能。NumPy数组是同构的，这意味着它们具有相同的数据类型和形状。

import numpy as np

# 创建一个一维数组
array1 = np.array([1, 2, 3, 4, 5])

# 创建一个二维数组
array2 = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6]])

# 对数组进行数学运算
result = array1 + array2

# 打印结果
print(result)

**逻辑分析：**

* `import numpy as np`：导入NumPy模块并将其别名为`np`。
* `np.array([1, 2, 3, 4, 5])`：创建一个包含值`[1, 2, 3, 4, 5]`的一维数组。
* `np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6]])`：创建一个包含两个一维数组的二维数组。
* `result = array1 + array2`：对两个数组进行逐元素加法，结果存储在`result`中。
* `print(result)`：打印结果数组。

#### 2.1.2 Pandas模块

Pandas模块是一个用于数据操作和分析的高级库。它提供了数据框和序列等数据结构，以及各种数据操作和处理功能。

import pandas as pd

# 创建一个数据框
df = pd.DataFrame({
    "Name": ["John", "Mary", "Bob"],
    "Age": [20, 25, 30]
})

# 对数据框进行过滤
filtered_df = df[df["Age"] > 25]

# 打印过滤后的数据框
print(filtered_df)

**逻辑分析：**

* `import pandas as pd`：导入Pandas模块并将其别名为`pd`。
* `pd.DataFrame({...})`：创建一个包含两个列（"Name"和"Age"）和三行数据的DataFrame。
* `df[df["Age"] > 25]`：过滤出"Age"列值大于25的行，结果存储在`filtered_df`中。
* `print(filtered_df)`：打印过滤后的DataFrame。

### 2.2 文件操作模块

文件操作模块提供了操作文件和目录的工具。

#### 2.2.1 os模块

os模块提供了对操作系统文件和目录的底层访问。它提供了创建、删除、重命名、移动和复制文件和目录等功能。

import os

# 创建一个目录
os.mkdir("new_directory")

# 删除一个文件
os.remove("file.txt")

# 重命名一个文件
os.rename("old_file.txt", "new_file.txt")

**逻辑分析：**

* `import os`：导入os模块。
* `os.mkdir("new_directory")`：创建一个名为"new_directory"的目录。
* `os.remove("file.txt")`：删除名为"file.txt"的文件。
* `os.rename("old_file.txt", "new_file.txt")`：将"old_file.txt"重命名为"new_file.txt"。

#### 2.2.2 shutil模块

shutil模块提供了一组更高级的文件和目录操作函数，它基于os模块，但提供了更方便的API。

import shutil

# 复制一个文件
shutil.copy("file.txt", "new_file.txt")

# 移动一个文件
shutil.move("file.txt", "new_directory")

# 复制一个目录
shutil.copytree("old_directory", "new_directory")

**逻辑分析：**

* `import shutil`：导入shutil模块。
* `shutil.copy("file.txt", "new_file.txt")`：将"file.txt"复制到"new_file.txt"。
* `shutil.move("file.txt", "new_directory")`：将"file.txt"移动到"new_directory"。
* `shutil.copytree("old_directory", "new_directory")`：将"old_directory"复制到"new_directory"。

### 2.3 网络编程模块

网络编程模块提供了与网络通信的工具。

#### 2.3.1 socket模块

socket模块提供了低级网络编程接口，它允许开发人员创建和管理套接字，这是网络通信的基本构建块。

import socket

# 创建一个TCP套接字
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 绑定套接字到一个地址和端口
sock.bind(("127.0.0.1", 8080))

# 监听套接字
sock.listen(5)

# 接受一个连接
conn, addr = sock.accept()

# 发送数据到客户端
conn.send(b"Hello,