Python 标准库是什么

Python 语言提供了非常庞大的组件，本文的呈现方式为罗列，为你描述和提供常用组件，以及其核心用途。

这些标准库很多都是用 C 语言进行编写，所以执行效率都非常高。

常用标准库清单如下

sys

os

math

random

pikle

subprocess

queue

StringIO

logging

json

time

datetime

re

csv

threading

asyncio

怎么用

sys

sys 模块用于处理 Python 解析器相关的变量和方法，例如获取命令行参数，退出 Python 程序，获取输入输出相关内容。

os

os 模块，即系统模块，它提供了用于访问操作系统相关的功能，os 模块中的接口有些是特定平台使用的，所以要特殊记忆。

主要功能

• 系统相关 API
• 目录和文件操作
• 执行命令
• 管理进程

math

math 模块提供了对 C 标准定义的数学函数，但是这些函数不适用于复数，常用的有 ​​ceil()​​，​​floor()​​，​​abs()​​，​​sin()​​ 等方法。

一些常量，例如 ​​math.pi​​ ，出场率极高。

random

random 模块用于生成伪随机数，伪随机数是由随机种子根据算法计算而来，处理一些简单的逻辑随机数，可以直接使用该模块。

pikle

该模块是 Python 中用于数据持久化的模块，可以持久化各种类型的数据，该模块持久化的数据无法直接读取，并且仅能在 Python 代码中进行读取。

subprocess

该模块主要用于进程操作，你可以使用它执行操作系统级别的命令，学习的时候优先掌握 ​​run()​​ 方法，使用其创建子进程，操作系统命令。

queue

队列模块，用于将数据存放在内存中，并进行数据交换。

StringIO

StringIO 模块，可以将字符串存储在内存中，然后像操作文件一样操作

logging

日志模块。

json

操作 JSON 格式数据的模块。

time 和 datetime

时间模块，time 模块目前只支持到 2038 年前，如果超过这个时间，使用 datetime 模块。

re

正则表达式处理模块。

csv

csv 文件操作模块。

threading

多线程模块，非常重要和高级的模块。

asyncio

异步 I/O 模块。

time、datetime 时间模块，calendar 日历模块 实战举例

接下来我们介绍一些典型的标准库，从日期时间库开始。

在 Python 中是没有原生数据类型支持时间的，日期与时间的操作需要借助三个模块，分别是 ​​time​​、​​datetime​​、​​calendar​​。

​​time​​ 模块可以操作 C 语言库中的时间相关函数，时钟时间与处理器运行时间都可以获取。
​​datetime​​ 模块提供了日期与时间的高级接口。
​​calendar​​ 模块为通用日历相关函数，用于创建数周、数月、数年的周期性事件。

在学习之前，还有一些术语要补充一下，这些术语你当成惯例即可。这里在 Python 官方文档中也有相关说明，不过信息比较多，橡皮擦为你摘录必须知道的一部分。

​​epoch（纪元）​​ 是时间开始的点，其值取决于平台。
对于 Unix， ​​epoch（纪元）​​ 是 ​​1970年1月1日00:00:00（UTC）​​。要找出给定平台上的 ​​epoch​​ ，请使用 ​​time.gmtime(0) ​​进行查看，例如橡皮擦电脑显示：

time.struct_time(tm_year=1970, tm_mon=1, tm_mday=1, tm_hour=0, tm_min=0, tm_sec=0, tm_wday=3, tm_yday=1, tm_isdst=0)

术语 ​​纪元秒数​​ 是指自 ​​epoch （纪元）​​时间点以来经过的总秒数，通常不包括闰秒。 在所有符合 POSIX 标准的平台上，闰秒都不会记录在总秒数中。

程序员中常把 ​​纪元秒数​​ 称为 ​​时间戳​​。

get_clock_info 函数

该函数获取时钟的基本信息，得到的值因不同系统存在差异，函数原型比较简单：

time.get_clock_info(name)

其中 ​​name​​ 可以取下述值：

• ​​monotonic​​：time.monotonic()
• ​​perf_counter​​： time.perf_counter()
• ​​process_time​​： time.process_time()
• ​​thread_time​​： time.thread_time()
• ​​time​​： time.time()

该函数的返回值具有以下属性：

• ​​adjustable​​ ： 返回 True 或者 False。如果时钟可以自动更改（例如通过 NTP 守护程序）或由系统管理员手动更改，则为 True ，否则为 False ;
• ​​implementation​​ ： 用于获取时钟值的基础 C 函数的名称，就是调用底层 C 的函数；
• ​​monotonic​​ ：如果时钟不能倒退，则为 True ，否则为 False；
• ​​resolution​​ ： 以秒为单位的时钟分辨率（ float ）。

import time

available_clocks = [
('clock', time.clock),
('monotonic', time.monotonic),
('perf_counter', time.perf_counter),
('process_time', time.process_time),
('time', time.time),
]

for clock_name, func in available_clocks:
print('''
{name}:
adjustable : {info.adjustable}
implementation: {info.implementation}
monotonic : {info.monotonic}
resolution : {info.resolution}
current : {current}
'''.format(
name=clock_name,
info=time.get_clock_info(clock_name),
current=func()))

运行结果如下图所示。

上图显示橡皮擦的计算机在 ​​clock​​ 与 ​​perf_counter​​ 中，调用底层 C 函数是一致的。

获取时间戳

在 Python 中通过 ​​time.time()​​ 函数获取纪元秒数，它可以把从 ​​epoch​​ 开始之后的秒数以浮点数格式返回。

import time
print(time.time())
# 输出结果 1615257195.558105

时间戳大量用于计算时间相关程序，属于必须掌握内容。

获取可读时间

时间戳主要用于时间上的方便计算，对于人们阅读是比较难理解的，如果希望获取可读时间，使用 ​​ctime()​​ 函数获取。

import time
print(time.ctime())
# 输出内容：Tue Mar 9 10:35:51 2021

如何将时间戳转换为可读时间，使用 ​​localtime​​ 函数即可。

localtime = time.localtime(time.time())
print("本地时间为 :", localtime)

输出结果为 ​​<class 'time.struct_time'>​​ 类型数据，后文将对其进行格式化操作：

本地时间为 : time.struct_time(tm_year=2021, tm_mon=3, tm_mday=9, tm_hour=10, tm_min=37, tm_sec=27, tm_wday=1, tm_yday=68, tm_isdst=0)

上述代码中的时间戳最小值是 0，最大值由于 Python 环境和操作系统决定，我本地 64 位操作系统进行测试的时候，得到的数据如下：

import time

localtime = time.localtime(0)
print("时间为 :", localtime)
# 时间为 : time.struct_time(tm_year=1970, tm_mon=1, tm_mday=1, tm_hour=8, tm_min=0, tm_sec=0, tm_wday=3, tm_yday=1, tm_isdst=0)
localtime = time.localtime(32536799999)
print("时间为 :", localtime)
# 时间为 : time.struct_time(tm_year=3001, tm_mon=1, tm_mday=19, tm_hour=15, tm_min=59, tm_sec=59, tm_wday=0, tm_yday=19, tm_isdst=0)
localtime = time.localtime(99999999999)
print("时间为 :", localtime)
# OSError: [Errno 22] Invalid argument
print(type(localtime))

单调时间 monotonic time

​​monotonic time​​ 从系统启动开始计时，从 0 开始单调递增。

操作系统的时间可能不是从 0 开始，而且会因为时间出错而回调。

该函数原型如下，不需要任何参数，返回一个浮点数，表示小数秒内的单调时钟的值：

time.monotonic()

测试代码如下：

print("单调时间",time.monotonic())
# 输出：单调时间 12279.244

处理器时钟时间

​​time()​​ 函数返回的是纪元秒数（时间戳）， ​​clock()​​ 函数返回的是处理器时钟时间。
该函数函数的返回值：

• 在第一次调用的时候，返回的是程序运行的实际时间；
• 在第二次之后的调用，返回的是自第一次调用后到这次调用的时间间隔。

需要注意的是 Python 3.8 已移除 ​​clock()​​ 函数，用 ​​time.perf_counter()​​ 或 ​​time.process_time()​​ 方法替代。

t0 = time.clock()
# 运行一段代码
print(time.clock() - t0, "程序运行时间")

我使用的 Python 版本较高，提示异常如下：

time.clock has been deprecated in Python 3.3 and will be removed from Python 3.8: use time.perf_counter or time.process_time instead t0 = time.clock()

性能计数器 time.perf_counter

​​perf_counter()​​ 函数的 ​​epoch​​ （纪元）是未定义的。一般使用该函数都是为了比较和计算，不是为了用作绝对时间，该点需要注意下。

该函数用于测量较短持续时间的具有最高有效精度的时钟，包括睡眠状态消耗的时间，使用两次调用才会有效。

测试代码如下：

t0 = time.perf_counter()
# 运行一段代码
for i in range(100000):
pass
print("程序运行时间", time.perf_counter() - t0)

与其类似的函数有 ​​perf_counter_ns()​​、​​process_time()​​、​​process_time_ns()​​，具体可以查询手册进行学习，先掌握 ​​perf_counter()​​ 函数即可。

时间组件

上文已经涉及了时间组件相关的知识，通过 ​​localtime​​ 得到的 ​​struct_time​​ 类型的数据。

这里涉及到的函数有 ​​gmtime()​​ 返回 UTC 中的当前时间，​​localtime()​​ 返回当前时区对应的时间，​​mktime()​​ 接收 ​​struce_time​​ 类型数据并将其转换成浮点型数值，即时间戳。

print("*"*10)
print(time.gmtime())
print("*"*10)
print(time.localtime())

print("*"*10)
print(time.mktime(time.localtime()))

struct_time 类型包含的内容

上述代码返回的数据格式为：

time.struct_time(tm_year=2021, tm_mon=3, tm_mday=9, tm_hour=12, tm_min=50, tm_sec=35, tm_wday=1, tm_yday=68, tm_isdst=0)

其中各值可以根据英文含义进行理解 ：​​tm_year​​ 年份（range[1,12]），​​tm_mon​​ 月份（range[1,12]），​​tm_mday​​ 天数（range[1,31]），​​tm_hour​​ 天数（range[0,23]），​​tm_min​​ 分钟 （range[0,59]）， ​​tm_sec​​ 秒数 （range[0,61]）， ​​tm_wday​​ 星期 （range[0,6]，0 是星期日）， ​​tm_yday​​ 一年中的一天（range[1,366] ），​​tm_isdst​​ 在夏令时生效时设置为 1，而在夏令时不生效时设置为 0，值-1 表示这是未知的。

解析和格式化时间

​​strptime()​​ 和 ​​strftime()​​ 函数可以使时间值在 ​​struct_time​​ 表示和字符串表示之间相互转换。

对于 ​​strftime​​ 函数，其中的参数参考官方即可。

x = time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", time.localtime())
print(x)

这里的学习，没有什么难度大的点，孰能生巧的知识。

strptime 函数的应用

x = time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", time.localtime())
print(x)
# 方向操作，字符串格式化成 time.struct_time
struct_time = time.strptime(x, "%Y-%m-%d %H:%M:%S")
print(struct_time)

需要记忆的就是 ​​strftime​​ 与 ​​strptime​​ 函数只有中间的字符不同，一个是 ​​f​​ ，另一个是 ​​p​​。

datetime 模块

该模块比 ​​time​​ 模块高级了很多，并且对 ​​time​​ 模块进行了封装，提供的功能更加强大了。

在 ​​datetime​​ 模块中，Python 提供了 5 个主要的对象类，分别如下：

• ​​datetime​​：允许同时操作时间和日期；
• ​​date​​：只操作日期；
• ​​time​​：只操作时间；
• ​​timedelta​​：用于操作日期以及测量时间跨度；
• ​​tzinfo​​：处理时区。

date 类

优先展示部分该类的属性和方法，都是记忆层面的知识。

• ​​min​​、​​max​​：date 对象能表示的最大、最小日期；
• ​​resolution​​：date 对象表示日期的最小单位，返回天；
• ​​today()​​：返回表示当前本地日期的 date 对象；
• ​​fromtimestamp(timestamp)​​：根据时间戳，返回一个 date 对象。

测试代码如下：

from datetime import date
import time
print('date.min:', date.min)
print('date.max:', date.max)
print('date.resolution:', date.resolution)
print('date.today():', date.today())
print('date.fromtimestamp():', date.fromtimestamp(time.time()))

输出结果：

date.min: 0001-01-01
date.max: 9999-12-31
date.resolution: 1 day, 0:00:00
date.today(): 2021-03-09
date.fromtimestamp(): 2021-03-09

date 对象的属性和方法

通过下述代码创建一个 date 对象：

d = date(year=2021,month=3,day=9)
print(d)

该对象具备下述属性和方法：

• ​​d.year​​：返回年；
• ​​d.month​​：返回月；
• ​​d.day​​：返回日；
• ​​d.weekday()​​：返回 weekday，如果是星期一，返回 0；如果是星期 2，返回 1，以此类推；
• ​​d.isoweekday()​​：返回 weekday，如果是星期一，返回 1；如果是星期 2，返回 2，以此类推；
• ​​d.isocalendar()​​：返回格式如(year, wk num, wk day)；
• ​​d.isoformat()​​：返回格式如’YYYY-MM-DD’的字符串；
• ​​d.strftime(fmt)​​：自定义格式化字符串，与 time 模块中的 strftime 类似。

time 类

​​time​​ 类定义的类属性：

• ​​min​​、​​max​​：time 类所能表示的最小、最大时间。其中，​​time.min = time(0, 0, 0, 0)， time.max = time(23, 59, 59, 999999)​​；
• resolution：时间的最小单位，这里是 1 微秒；

通过其构造函数可以创建一个 ​​time​​ 对象。

t = time(hour=20, minute=20, second=40)
print(t)

​​time​​ 类提供的实例方法和属性：

• ​​t.hour​​、​​t.minute​​、​​t.second​​、​​t.microsecond​​：时、分、秒、微秒；
• ​​t.tzinfo​​：时区信息；
• ​​t.isoformat()​​：返回型如”HH:MM:SS”格式的字符串时间表示；
• ​​t.strftime(fmt)​​：返回自定义格式化字符串。

datetime 类

该类是 ​​date​​ 类与 ​​time​​ 类的结合体，很多属性和方法前文已经介绍，再补充一些比较常用的属性和方法。

获取当前的日期与时间：

from datetime import datetime
dt = datetime.now()
print(dt)

获取时间戳：

dt = datetime.now()
# 使用 datetime 的内置函数 timestamp()
stamp = datetime.timestamp(dt)
print(stamp)

timedelta 类

通过 ​​timedelta​​ 函数返回一个 ​​timedelta​​ 时间间隔对象，该函数没有必填参数，如果写入一个整数就是间隔多少天的的意思。

# 间隔 10 天
timedelta(10)
# 跨度为1 周
timedelta(weeks=1)

两个时间间隔对象可以彼此之间相加或相减，返回的仍是一个时间间隔对象。
一个 datetime 对象如果减去一个时间间隔对象，那么返回的对应减去之后的 datetime 对象，然后两个 datetime 对象如果相减，返回的是一个时间间隔对象。

更多关于 datetime 类使用的知识，可以参考 ​​官方手册​​。

calendar 模块（日历）

此模块的函数都是日历相关的，例如打印某月的字符月历。

​​calendar​​ 模块定义了 Calendar 类，它封装了值的计算， 例如给定月份或年份中周的日期。通过 TextCalendar 和 HTMLCalendar 类可以生成预格式化的输出。

基本代码：

import calendar

c = calendar.TextCalendar(calendar.SUNDAY)
c.prmonth(2021, 3)

上述代码，默认是从周日开始的，输出结果：

March 2021
Su Mo Tu We Th Fr Sa
1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12 13
14 15 16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27
28 29 30 31

random 随机函数模块

seed 与 random 函数

seed 函数初始化一个随机种子，默认是当前系统时间。
random 函数 生成一个 [0.0,1.0) 之间的随机小数 。

具体代码如下：

import random

random.seed(10)

x = random.random()
print(x)

其中需要说明的是 ​​random.seed​​ 函数， 通过 seed 函数 可以每次生成相同的随机数，例如下述代码：

import random

random.seed(10)
x = random.random()
print(x)

random.seed(10)
y = random.random()
print(y)

在不同的代码上获取到的值是不同的，但是 x 与 y 是相同的。

0.5714025946899135
0.5714025946899135

getstate() 和 setstate(state)

​​getstate​​ 函数用来记录随机数生成器的状态，​​setstate​​ 函数用来将生成器恢复到上次记录的状态。

# 记录生成器的状态
state_tuple = random.getstate()
for i in range(4):
print(random.random())
print("*"*10)
# 传入参数后恢复之前状态
random.setstate(state_tuple)
for j in range(4):
print(random.random())

输出的随机数两次一致。

0.10043296140791758
0.6183668665504062
0.6964328590693109
0.6702494141830372
**********
0.10043296140791758
0.6183668665504062
0.6964328590693109
0.6702494141830372

randint 和 randrange

​​randint​​ 生成一个 ​​[x,y]​​ 区间之内的整数。
​​randrange​​ 生成一个 ​​[m,n)​​ 区间之内以 ​​k​​ 为步长的随机整数。

测试代码如下：

x = random.randint(1,10)
print(x)

y = random.randrange(1,10,2)
print(y)

这两个函数比较简单，​​randint​​ 函数原型如下：

random.randint(start,stop)

参数 ​​start​​ 表示最小值，参数 ​​stop​​ 表示最大值，两头都是闭区间，也就是 ​​start​​ 和 ​​stop​​ 都能被获取到。

​​randrange​​ 函数原型如下：

random.randrange(start,stop,step)

如果函数调用时只有一个参数，默认是从 0 到该参数值，该函数与 ​​randint​​ 区别在于，函数是左闭右开，最后一个参数是步长。

查阅效果，可以复制下述代码运行：

for i in range(3):
print("*"*20)
print(random.randrange(10))
print(random.randrange(5,10))
print(random.randrange(5,100,5))

getrandbits(k) 和 choice(seq)

​​getrandbits​​ 生成一个 k 比特长的随机整数，实际输出的是 k 位二进制数转换成的十进制数。
​​choice​​ 从序列中随机选择一个元素。

x = random.getrandbits(5)
print(x)
# 生成的长度是 00000-11111

​​getrandbits(k)​​ 函数可以简单描述如下：输出一个  范围内一个随机整数，​​k​​ 表示的是 2 进制的位数。

​​choice​​ 就比较简单了，从列表中返回一个随机元素。

import random

my_list = ["a", "b", "c"]

print(random.choice(my_list))

shuffle(seq) 和 sample(pop,k)

​​shuffle​​ 函数用于将序列中的元素随机排序，并且原序列被修改。
​​sample​​ 函数用于从序列或者集合中随机选择 k 个选择，原序列不变。

my_list = [1,2,3,4,5,6,7,8,9]
random.shuffle(my_list)

print(my_list)

​​shuffle​​ 函数只能用于可变序列，不可变序列（如元组）会出现错误。

my_list = ["梦想", "橡皮擦", 1, 2, [3, 4]]
print(my_list)
ls = random.sample(my_list, 4)
print(ls)

uniform(a,b) 、betavariate 和 triangular 函数

​​uniform​​ 生成一个 ​​[a,b]​​ 之间的随机小数，采用等概率分布。
​​betavariate ​​生成一个 ​​[0,1]​​ 之间的随机小数，采用 ​​beta​​ 分布。
​​triangular ​​生成一个 ​​[low,high]​​ 之间的随机小数，采用三角分布。

在使用 ​​uniform​​ 时候需要注意，如果 a<b，那么生成一个 b-a 之间的小数。

for i in range(3):
print(random.uniform(4, 1))

其它分布随机函数

以下都是生成随机数的方法，只是底层核心算法不同。
、、、、、、、。

​​expovariate​​：生成一个​​(0,∞)​​ 之间的随机整数，指数分布；

​​gammavariate​​：采用 gamma 分布；

​​gauss​​：采用高斯（正太）分布；

​​lognormvariate​​：对数正太分布；

​​normalvariate​​：正太分布；

​​vonmisesvariate​​：冯米赛斯分布；

​​paretovariate​​：帕累托分布；

​​weibullvariate​​：韦伯分布。

os 库

在 Python 中 os 库提供了基本的操作系统交互功能，该库下包含大量与文件系统、操作系统相关的函数，通过 ​​dir​​ 函数可以查看。

['DirEntry', 'F_OK', 'MutableMapping', 'O_APPEND', 'O_BINARY', 'O_CREAT', 'O_EXCL', 'O_NOINHERIT', 'O_RANDOM', 'O_RDONLY', 'O_RDWR', 'O_SEQUENTIAL', 'O_SHORT_LIVED', 'O_TEMPORARY', 'O_TEXT', 'O_TRUNC', 'O_WRONLY', 'P_DETACH', 'P_NOWAIT', 'P_NOWAITO', 'P_OVERLAY', 'P_WAIT', 'PathLike', 'R_OK', 'SEEK_CUR', 'SEEK_END', 'SEEK_SET', 'TMP_MAX', 'W_OK', 'X_OK', '_Environ', '__all__', '__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', '_execvpe', '_exists', '_exit', '_fspath', '_get_exports_list', '_putenv', '_unsetenv', '_wrap_close', 'abc', 'abort', 'access', 'altsep', 'chdir', 'chmod', 'close', 'closerange', 'cpu_count', 'curdir', 'defpath', 'device_encoding', 'devnull', 'dup', 'dup2', 'environ', 'error', 'execl', 'execle', 'execlp', 'execlpe', 'execv', 'execve', 'execvp', 'execvpe', 'extsep', 'fdopen', 'fsdecode', 'fsencode', 'fspath', 'fstat', 'fsync', 'ftruncate', 'get_exec_path', 'get_handle_inheritable', 'get_inheritable', 'get_terminal_size', 'getcwd', 'getcwdb', 'getenv', 'getlogin', 'getpid', 'getppid', 'isatty', 'kill', 'linesep', 'link', 'listdir', 'lseek', 'lstat', 'makedirs', 'mkdir', 'name', 'open', 'pardir', 'path', 'pathsep', 'pipe', 'popen', 'putenv', 'read', 'readlink', 'remove', 'removedirs', 'rename', 'renames', 'replace', 'rmdir', 'scandir', 'sep', 'set_handle_inheritable', 'set_inheritable', 'spawnl', 'spawnle', 'spawnv', 'spawnve', 'st', 'startfile', 'stat', 'stat_result', 'statvfs_result', 'strerror', 'supports_bytes_environ', 'supports_dir_fd', 'supports_effective_ids', 'supports_fd', 'supports_follow_symlinks', 'symlink', 'sys', 'system', 'terminal_size', 'times', 'times_result', 'truncate', 'umask', 'uname_result', 'unlink', 'urandom', 'utime', 'waitpid', 'walk', 'write']

内容太多，通过截图查阅比较清晰。

这些函数主要分为几类。

路径操作：​​os.path​​ 子库，处理文件路径及信息；

进程管理：启动系统中其它程序；

环境参数：获得系统软硬件信息等环境参数。

os 库路径操作

​​os.path​​ 在 os 库中用于提供操作和处理文件路径相关函数，常见的函数清单如下：

函数名

简介

os.path.abspath(path)

返回绝对路径

os.path.normpath(path)

规范 path 字符串形式

os.path.realpath(path)

返回 path 的真实路径

os.path.dirname(path)

返回文件路径

os.path.basename(path)

返回文件名

os.path.join(path1[, path2[, …]])

把目录和文件名合成一个路径

os.path.exists(path)

如果路径 path 存在，返回 True；如果路径 path 不存在，返回 False。

os.path.isfile(path)

判断路径是否为文件

os.path.isdir(path)

判断路径是否为目录

os.path.getatime(path)

返回最近访问时间（浮点型秒数）

os.path.getmtime(path)

返回最近文件修改时间

os.path.getsize(path)

返回文件大小，如果文件不存在就返回错误

以上函数的使用过程比较容易理解，导入模块之后，调用即可。

模块导入使用下述方式：

import os.path
# import os.path as op
variate = os.path.abspath(__file__)
print(variate)

函数的参数都是 ​​path​​，在传入的时候，特备要注意原生字符串的应用，还有要区分绝对路径和相对路径的问题。

由于 path 相关的库比较简单，每个内容都尝试一遍即可掌握，其它内容可以在 ​​手册​​ 进行学习。

os 库进程管理

该内容主要用于在 Python 中执行程序或命令 Command，函数原型为：

os.system(command)

例如，在 Python 中唤醒画板程序。

os.system("c:\windows/system32/mspaint.exe")

除了 ​​system​​ 函数以外，还有一个 ​​os.exec​​ 函数族相关知识。具体可以查看下述函数的用法：

os.execl(path, arg0, arg1, …)
os.execle(path, arg0, arg1, …, env)
os.execlp(file, arg0, arg1, …)
os.execlpe(file, arg0, arg1, …, env)
os.execv(path, args)
os.execve(path, args, env)
os.execvp(file, args)
os.execvpe(file, args, env)

这些函数都将执行一个新程序，以替换当前进程。

os 库运行环境相关参数

环境参数顾名思义就是改变系统环境信息，或者理解为 Python 运行环境相关信息。

通过下述属性，可以获取环境变量：

os.environ

如果希望获取操作系统类型，使用 ​​os.name​​，目前只有 3 个值：分别是 posix , nt , java

函数部分，主要掌握的函数有：

• ​​os.chdir(path)​​：修改当前程序操作的路径；
• ​​os.getcwd()​​：返回程序运行的路径；
• ​​os.getlogin()​​：获取当前登录用户名称；
• ​​os.cpu_count()​​：获得当前系统的 CPU 数量；
• ​​os.urandom(n)​​：返回一个有 n 个 byte 长的一个随机字符串，用于加密运算。

sys 库

该库主要维护一些与 Python 解释器相关的参数变量和方法。

常见属性如下

sys.argv
获取命令行参数列表，第一个元素是程序本身。

使用方式如下：

import sys
print(sys.argv)

接下来通过控制台运行 python 程序时，需要携带参数，下述代码 ​​312.py​​ 是 python 文件名，​​1​​、​​2​​、​​3​​ 是后缀的参数。

python 312.py 1 2 3

执行程序之后，得到的结果为：

['312.py', '1', '2', '3']

第一个是文件名，后面依次是传递进来的参数。

sys.platform
获取 Python 运行平台的信息，结果比 ​​os.name​​ 要准确。

sys.path
获取 ​​PYTHONPATH​​ 环境变量的值，一般用作模块搜索路径。

import sys
print(sys.path)

sys.modules
以字典的形式获取所有当前 Python 环境中已经导入的模块。

sys.stdin，sys.stdout，sys.stderr
​​sys.stdin​​ , ​​sys.stdout​​ ，​​sys.stderr​​ 变量包含与标准 I/O 流对应的流对象。

import sys

# 标准输出, sys.stdout.write() 的形式就是 print() 不加'\n' 的形式。
sys.stdout.write("hello")
sys.stdout.write("world")

​​sys.stdin​​ 标准输入，等价于 ​​input​​。

sys.ps1 和 sys.ps2
指定解释器的首要和次要提示符。仅当解释器处于交互模式时，它们才有定义。具体测试如下：

PS > python
Python 3.7.3 (v3.7.3:xxxxxx, Mar 25 2019, 22:22:05) [MSC v.1916 64 bit (AMD64)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> import sys
>>> sys.ps1
'>>> '
>>> sys.ps1 = "***"
***print("hello")
hello

常见方法如下

**sys.exit(n) **
退出 Python 程序，exit(0)表示正常退出。
当参数非 0 时，会引发一个 ​​SystemExit​​ 异常，可以在程序中捕获该异常。参数也可以称为状态码。

sys.getdefaultencoding()、sys.setdefaultencoding() 、sys.getfilesystemencoding()

• ​​sys.getdefaultencoding()​​：获取系统当前编码，有的博客中写默认为​​ascii​​，但是我本地默认为​​utf-8​​；
• ​​sys.setdefaultencoding()​​：设置系统的默认编码；
• ​​sys.getfilesystemencoding()​​：获取文件系统使用编码方式，默认​​utf-8​​。

sys.getrecursionlimit() 、 sys.setrecursionlimit()
获取 Python 的最大递归数目和设置最大递归数目

sys.getswitchinterval()、sys.setswitchinterval(interval)
获取和设置解释器的线程切换间隔时间（单位为秒）