Python 3.8.3rc1库参考：全面指南

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本资源是一份名为《Python Library Reference》的文档，针对Python 3.8.3rc1版本，由Guido van Rossum和Python开发团队在2020年5月9日发布，由Python Software Foundation提供。这份文档详细介绍了Python中的各种核心库和功能，旨在帮助开发者更好地理解和利用Python语言。 1. **概述**：文档首先强调了Python库的可用性，这些库对于编写高效、可维护的代码至关重要。它涵盖了Python的标准库，这是Python编程的基础，包括内置函数、常量、类型、异常处理、文本处理服务以及二进制数据服务等。 2. **内置函数**：这部分列出了一系列内建的函数，如用于逻辑值检测的函数，布尔运算符（and, or, not），比较操作，以及支持不同类型的数值（整型、浮点型、复数）和迭代操作。此外，还涉及到了序列类型（如列表、元组、范围等）、文本序列（字符串）、二进制序列（bytes、bytearray和memoryview）和集合及映射类型（如set和dict）。 3. **异常处理**：文档深入讨论了Python的异常体系，包括基础异常类、具体异常实例，以及警告系统。异常层次结构有助于开发者理解和处理程序运行时可能出现的问题。 4. **文本处理服务**：这部分着重介绍了Python提供的文本处理工具，如字符串操作（string模块）、正则表达式操作（re模块）、计算文本差异（difflib模块）、文本格式化（textwrap模块）和Unicode相关的功能（unicodedata和stringprep）。 5. **二进制数据服务**：涵盖了struct模块，用于解析和打包二进制数据，以及codecs模块，涉及编码和解码器的注册以及相关基类。 6. **数据类型**：文档详细解释了Python中用于处理日期和时间（datetime）、日历计算（calendar）、以及容器工具（collections）等高级数据类型。通过这份全面的参考文档，Python开发者可以了解到Python库的核心特性和用法，无论是初次接触Python还是熟练用户，都能从中受益匪浅，提升编程技能和效率。了解并掌握这些内容是构建强大Python应用程序的关键。

The Python Library Reference, 发布 3.8.3rc1

(续上页)

if element:

return True

return False

ascii(object)

就像函数repr()，返回一个对象可打印的字符串，但是repr() 返回的字符串中非 ASCII 编码的

字符，会使用 \x、\u 和 \U 来转义。生成的字符串和 Python 2 的repr() 返回的结果相似。

bin(x)

将一个整数转变为一个前缀为“0b”的二进制字符串。结果是一个合法的 Python 表达式。如果 x 不

是 Python 的int 对象，那它需要定义 __index__() 方法返回一个整数。一些例子：

>>> bin(3)

'0b11'

>>> bin(-10)

'-0b1010'

如果不一定需要前缀“0b”，还可以使用如下的方法。

>>> format(14, '#b'), format(14, 'b')

('0b1110', '1110')

>>> f'{14:#b}', f'{14:b}'

('0b1110', '1110')

另见format() 获取更多信息。

class bool([x ])

返回一个布尔值，True 或者 False。x 使用标准的真值测试过程来转换。如果 x 是假的或者被省

略，返回 False；其他情况返回 True。bool 类是int 的子类（参见数字类型 --- int, ﬂoat, complex）。

其他类不能继承自它。它只有 False 和 True 两个实例（参见布尔值）。

在 3.7 版更改: x 现在只能作为位置参数。

breakpoint(*args, **kws)

此函数会在调用时将你陷入调试器中。具体来说，它调用sys.breakpointhook() ，直接传递

args 和 kws 。默认情况下，sys.breakpointhook() 调用pdb.set_trace() 且没有参数。在

这种情况下，它纯粹是一个便利函数，因此您不必显式导入pdb 且键入尽可能少的代码即可进入

调试器。但是，sys.breakpointhook() 可以设置为其他一些函数并被breakpoint() 自动调

用，以允许进入你想用的调试器。

引发一个审计事件 builtins.breakpoint 并附带参数 breakpointhook。

3.7 新版功能.

class bytearray([source[, encoding[, errors ]]])

返回一个新的 bytes 数组。bytearray 类是一个可变序列，包含范围为 0 <= x < 256 的整数。它有

可变序列大部分常见的方法，见可变序列类型的描述；同时有bytes 类型的大部分方法，参见bytes

和 bytearray 操作。

可选形参 source 可以用不同的方式来初始化数组：

• 如果是一个 string，您必须提供 encoding 参数（errors 参数仍是可选的）；bytearray() 会使

用str.encode() 方法来将 string 转变成 bytes。

• 如果是一个 integer，会初始化大小为该数字的数组，并使用 null 字节填充。

• 如果是一个符合 buﬀer 接口的对象，该对象的只读 buﬀer 会用来初始化字节数组。

• 如果是一个 iterable 可迭代对象，它的元素的范围必须是 0 <= x < 256 的整数，它会被用

作数组的初始内容。

如果没有实参，则创建大小为 0 的数组。

另见二进制序列类型 --- bytes, bytearray, memoryview 和bytearray 对象。

6 Chapter 2. 内置函数

The Python Library Reference, 发布 3.8.3rc1

class bytes([source[, encoding[, errors ]]])

返回一个新的“bytes”对象，是一个不可变序列，包含范围为 0 <= x < 256 的整数。bytes

是bytearray 的不可变版本 - 它有其中不改变序列的方法和相同的索引、切片操作。

因此，构造函数的实参和bytearray() 相同。

字节对象还可以用字面值创建，参见 strings。

另见二进制序列类型 --- bytes, bytearray, memoryview，bytes 对象和bytes 和 bytearray 操作。

callable(object)

如果参数 object 是可调用的就返回True，否则返回False。如果返回 True，调用仍可能失败，但

如果返回 False，则调用 object 将肯定不会成功。请注意类是可调用的（调用类将返回一个新的实

例）；如果实例所属的类有 __call__() 则它就是可调用的。

3.2 新版功能: 这个函数一开始在 Python 3.0 被移除了，但在 Python 3.2 被重新加入。

chr(i)

返回 Unicode 码位为整数 i 的字符的字符串格式。例如，chr(97) 返回字符串 'a'，chr(8364)

返回字符串 '€'。这是ord() 的逆函数。

实参的合法范围是 0 到 1,114,111（16 进制表示是 0x10FFFF）。如果 i 超过这个范围，会触

发ValueError 异常。

@classmethod

把一个方法封装成类方法。

一个类方法把类自己作为第一个实参，就像一个实例方法把实例自己作为第一个实参。请用以下习

惯来声明类方法:

class C:

@classmethod

def f(cls, arg1, arg2, ...): ...

@classmethod 这样的形式称为函数的decorator -- 详情参阅 function。

类方法的调用可以在类上进行 (例如 C.f()) 也可以在实例上进行 (例如 C().f())。其所属类以外

的类实例会被忽略。如果类方法在其所属类的派生类上调用，则该派生类对象会被作为隐含的第一

个参数被传入。

类方法与 C++ 或 Java 中的静态方法不同。如果你需要后者，请参阅staticmethod()。

想了解更多有关类方法的信息，请参阅 types 。

compile(source, ﬁlename, mode, ﬂags=0, dont_inherit=False, optimize=-1)

将 source 编译成代码或 AST 对象。代码对象可以被exec() 或eval() 执行。source 可以是常规的

字符串、字节字符串，或者 AST 对象。参见ast 模块的文档了解如何使用 AST 对象。

ﬁlename 实参需要是代码读取的文件名；如果代码不需要从文件中读取，可以传入一些可辨识的值

（经常会使用 '<string>'）。

mode 实参指定了编译代码必须用的模式。如果 source 是语句序列，可以是 'exec'；如果是单一表

达式，可以是 'eval'；如果是单个交互式语句，可以是 'single'。（在最后一种情况下，如果

表达式执行结果不是 None 将会被打印出来。）

可选参数 ﬂags 和 dont_inherit 控制在编译 source 时要用到哪个 future 语句。如果两者都未提供（或

都为零）则会使用调用compile() 的代码中有效的 future 语句来编译代码。如果给出了 ﬂags 参数

但没有 dont_inherit (或是为零) 则 ﬂags 参数所指定的以及那些无论如何都有效的 future 语句会被使

用。如果 dont_inherit 为一个非零整数，则只使用 ﬂags 参数 -- 在调用外围有效的 future 语句将被忽

略。

Future 语句使用比特位来指定，多个语句可以通过按位或来指定。具体特性的比特位可以通

过__future__ 模块中的 _Feature 类的实例的 compiler_flag 属性来获得。

可选参数 ﬂags 还会控制是否允许编译的源码中包含最高层级 await, async for 和 async

with。当设定了比特位 ast.PyCF_ALLOW_TOP_LEVEL_AWAIT 时，所返回代码对象在 co_code

中设定了 CO_COROUTINE，并可通过 await eval(code_object) 交互式地执行。

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optimize 实参指定编译器的优化级别；默认值 -1 选择与解释器的 -O 选项相同的优化级别。显式级

别为 0 （没有优化；__debug__ 为真）、1 （断言被删除，__debug__ 为假）或 2 （文档字符串

也被删除）。

如果编译的源码不合法，此函数会触发SyntaxError 异常；如果源码包含 null 字节，则会触

发ValueError 异常。

如果您想分析 Python 代码的 AST 表示，请参阅ast.parse()。

引发一个审计事件 compile 附带参数 source, filename。

注解: 在 'single' 或 'eval' 模式编译多行代码字符串时，输入必须以至少一个换行符结尾。

这使code 模块更容易检测语句的完整性。

警告: 在将足够大或者足够复杂的字符串编译成 AST 对象时，Python 解释器有可能因为 Python

AST 编译器的栈深度限制而崩溃。

在 3.2 版更改: 允许使用 Windows 和 Mac 的换行符。在 'exec' 模式不再需要以换行符结尾。增加

了 optimize 形参。

在 3.5 版更改: 之前 source 中包含 null 字节的话会触发TypeError 异常。

3.8 新版功能: ast.PyCF_ALLOW_TOP_LEVEL_AWAIT 现在可在旗标中传入以启用对最高层级

await, async for 和 async with 的支持。

class complex([real[, imag ]])

返回值为 real + imag*1j 的复数，或将字符串或数字转换为复数。如果第一个形参是字符串，则它被

解释为一个复数，并且函数调用时必须没有第二个形参。第二个形参不能是字符串。每个实参都可

以是任意的数值类型（包括复数）。如果省略了 imag，则默认值为零，构造函数会像int 和float

一样进行数值转换。如果两个实参都省略，则返回 0j。

对于一个普通 Python 对象 x，complex(x) 会委托给 x.__complex__()。如果 __complex__()

未定义则将回退至 __float__()。如果 __float__() 未定义则将回退至 __index__()。

注解: 当从字符串转换时，字符串在 + 或 - 的周围必须不能有空格。例如 complex('1+2j') 是

合法的，但 complex('1 + 2j') 会触发ValueError 异常。

数字类型

--- int, ﬂoat, complex

描述了复数类型。

在 3.6 版更改: 您可以使用下划线将代码文字中的数字进行分组。

在 3.8 版更改: 如果 __complex__() 和 __float__() 未定义则回退至 __index__()。

delattr(object, name)

setattr() 相关的函数。实参是一个对象和一个字符串。该字符串必须是对象的某个属性。如果

对象允许，该函数将删除指定的属性。例如 delattr(x, 'foobar') 等价于 del x.foobar 。

class dict(**kwarg)

class dict(mapping, **kwarg)

class dict(iterable, **kwarg)

创建一个新的字典。dict 对象是一个字典类。参见dict 和映射类型 --- dict 了解这个类。

其他容器类型，请参见内置的list、set 和tuple 类，以及collections 模块。

dir([object ])

如果没有实参，则返回当前本地作用域中的名称列表。如果有实参，它会尝试返回该对象的有效属

性列表。

如果对象有一个名为 __dir__() 的方法，那么该方法将被调用，并且必须返回一个属性列表。这

允许实现自定义 __getattr__() 或 __getattribute__() 函数的对象能够自定义dir() 来报

告它们的属性。

8 Chapter 2. 内置函数

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如果对象不提供 __dir__()，这个函数会尝试从对象已定义的__dict__ 属性和类型对象收集信

息。结果列表并不总是完整的，如果对象有自定义 __getattr__()，那结果可能不准确。

默认的dir() 机制对不同类型的对象行为不同，它会试图返回最相关而不是最全的信息：

• 如果对象是模块对象，则列表包含模块的属性名称。

• 如果对象是类型或类对象，则列表包含它们的属性名称，并且递归查找所有基类的属性。

• 否则，列表包含对象的属性名称，它的类属性名称，并且递归查找它的类的所有基类的属性。

返回的列表按字母表排序。例如：

>>> import struct

>>> dir() # show the names in the module namespace

['__builtins__', '__name__', 'struct']

>>> dir(struct) # show the names in the struct module

['Struct', '__all__', '__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__',

'__initializing__', '__loader__', '__name__', '__package__',

'_clearcache', 'calcsize', 'error', 'pack', 'pack_into',

'unpack', 'unpack_from']

>>> class Shape:

... def __dir__(self):

... return ['area', 'perimeter', 'location']

>>> s = Shape()

>>> dir(s)

['area', 'location', 'perimeter']

注解: 因为dir() 主要是为了便于在交互式时使用，所以它会试图返回人们感兴趣的名字集合，

而不是试图保证结果的严格性或一致性，它具体的行为也可能在不同版本之间改变。例如，当实参

是一个类时，metaclass 的属性不包含在结果列表中。

divmod(a, b)

它将两个（非复数）数字作为实参，并在执行整数除法时返回一对商和余数。对于混合操作数类型，

适用双目算术运算符的规则。对于整数，结果和 (a // b, a % b) 一致。对于浮点数，结果是

(q, a % b) ，q 通常是 math.floor(a / b) 但可能会比 1 小。在任何情况下，q * b + a %

b 和 a 基本相等；如果 a % b 非零，它的符号和 b 一样，并且 0 <= abs(a % b) < abs(b) 。

enumerate(iterable, start=0)

返回一个枚举对象。iterable 必须是一个序列，或iterator，或其他支持迭代的对象。enumerate()

返回的迭代器的__next__() 方法返回一个元组，里面包含一个计数值（从 start 开始，默认为 0）

和通过迭代 iterable 获得的值。

>>> seasons = ['Spring', 'Summer', 'Fall', 'Winter']

>>> list(enumerate(seasons))

[(0, 'Spring'), (1, 'Summer'), (2, 'Fall'), (3, 'Winter')]

>>> list(enumerate(seasons, start=1))

[(1, 'Spring'), (2, 'Summer'), (3, 'Fall'), (4, 'Winter')]

等价于:

def enumerate(sequence, start=0):

n = start

for elem in sequence:

yield n, elem

n += 1

eval(expression[, globals[, locals ]])

实参是一个字符串，以及可选的 globals 和 locals。globals 实参必须是一个字典。locals 可以是任何映

射对象。

expression 参数会作为一个 Python 表达式（从技术上说是一个条件列表）被解析并求值，并使用

globals 和 locals 字典作为全局和局部命名空间。如果 globals 字典存在且不包含以 __builtins__

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为键的值，则会在解析 expression 之前插入以此为键的对内置模块builtins 的引用。这意味着

expression 通常具有对标准builtins 模块的完全访问权限且受限的环境会被传播。如果省略 locals

字典则其默认值为 globals 字典。如果两个字典同时省略，则表达式执行时会使用eval() 被调用的

环境中的 globals 和 locals。请注意，eval() 并没有对外围环境下的 (非局部) 嵌套作用域的访问权限。

返回值就是表达式的求值结果。语法错误将作为异常被报告。例如：

>>> x = 1

>>> eval('x+1')

这个函数也可以用来执行任何代码对象（如compile() 创建的）。这种情况下，参数是代码对象，

而不是字符串。如果编译该对象时的 mode 实参是 'exec' 那么eval() 返回值为 None 。

提示：exec() 函数支持动态执行语句。globals() 和locals() 函数各自返回当前的全局和本

地字典，因此您可以将它们传递给eval() 或exec() 来使用。

另外可以参阅ast.literal_eval()，该函数可以安全执行仅包含文字的表达式字符串。

引发一个审计事件 exec 附带参数 code_object。

exec(object[, globals[, locals ]])

这个函数支持动态执行 Python 代码。object 必须是字符串或者代码对象。如果是字符串，那么该字

符串将被解析为一系列 Python 语句并执行（除非发生语法错误）。

如果是代码对象，它将被直接执

行。在任何情况下，被执行的代码都需要和文件输入一样是有效的（见参考手册中关于文件输入的

章节）。请注意即使在传递给exec() 函数的代码的上下文中，return 和 yield 语句也不能在函

数定义之外使用。该函数返回值是

None

。

无论哪种情况，如果省略了可选项，代码将在当前作用域内执行。如果只提供了 globals，则它必须

是一个字典（不能是字典的子类），该字典将同时被用于全局和局部变量。如果同时提供了 globals

和 locals，它们会分别被用于全局和局部变量。如果提供了 locals，则它可以是任何映射对象。请记

住在模块层级上，globals 和 locals 是同一个字典。如果 exec 得到两个单独对象作为 globals 和 locals，

则代码将如同嵌入类定义的情况一样执行。

如果 globals 字典不包含 __builtins__ 键值，则将为该键插入对内建builtins 模块字典的引

用。因此，在将执行的代码传递给exec() 之前，可以通过将自己的 __builtins__ 字典插入到

globals 中来控制可以使用哪些内置代码。

引发一个审计事件 exec 附带参数 code_object。

注解: 内置globals() 和locals() 函数各自返回当前的全局和本地字典，因此可以将它们传递

给exec() 的第二个和第三个实参。

注解: 默认情况下，locals 的行为如下面locals() 函数描述的一样：不要试图改变默认的 locals

字典。如果您想在exec() 函数返回时知道代码对 locals 的变动，请明确地传递 locals 字典。

filter(function, iterable)

用 iterable 中函数 function 返回真的那些元素，构建一个新的迭代器。iterable 可以是一个序列，一个

支持迭代的容器，或一个迭代器。如果 function 是 None ，则会假设它是一个身份函数，即 iterable

中所有返回假的元素会被移除。

请注意，filter(function, iterable) 相当于一个生成器表达式，当 function 不是 None 的

时候为 (item for item in iterable if function(item))；function 是 None 的时候为

(item for item in iterable if item) 。

请参阅itertools.filterfalse() 了解，只有 function 返回 false 时才选取 iterable 中元素的补

充函数。

解析器只接受 Unix 风格的行结束符。如果您从文件中读取代码，请确保用换行符转换模式转换 Windows 或 Mac 风格的换行

符。

10 Chapter 2. 内置函数

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