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《Python编程入门》附录 B：标准库常用模块速查

本附录按用途分组整理 Python 标准库常用模块：文本与字符串、数据结构、函数式与迭代、文件与路径、日期时间、数据格式、并发与异步、网络、调试与剖析、系统与进程、测试、数值随机与哈希、压缩归档与持久化，每组给出模块、一句话用途、常用名字与对应正文小节，并标注引入版本与版本分界速查。

Leeting Yan 2026-09-20 6 分钟阅读 2791 字

Python 常被形容为「自带电池」（batteries included）——标准库覆盖了从字符串处理到并发、从压缩归档到数据库的绝大多数日常需求，很多第三方包其实只是把标准库包了一层更好用的壳。这一页按用途把常用模块列成表，并标注引入版本与本书对应的讲解章节，方便你在动手前先问一句：这件事标准库能不能直接干？

下表所有模块都在本机 Python 3.14.6 上 import 验证过存在。未标注版本的模块自 Python 3 早期即存在；标「3.11+」这类字样的，低于该版本会 ImportError。

附录 B 标准库常用模块速查

文本与字符串

模块	一句话用途	常用名字	正文
`re`	正则表达式匹配与替换	`compile` `search` `findall` `sub`	10.1
`string`	字符常量与简单模板	`ascii_letters` `digits` `Template`	3.1
`textwrap`	折行、缩进、去缩进	`fill` `shorten` `dedent`	10.1
`unicodedata`	查询 Unicode 字符属性	`name` `category` `normalize`	10.2
`difflib`	序列 / 文本差异比较	`SequenceMatcher` `unified_diff`	10.3
`pprint`	结构化数据的可读打印	`pprint` `pformat`	10.2
`reprlib`	可限制长度的 `repr`	`repr` `Repr`	—
`codecs`	编解码器注册与流包装	`open` `encode` `decode`	10.2
`locale`	语言区域与编码偏好	`getpreferredencoding`	10.2

数据结构

模块	一句话用途	常用名字	正文
`collections`	专用容器与有序字典	`deque` `Counter` `defaultdict` `namedtuple`	3.2
`heapq`	堆队列 / 优先队列算法	`heappush` `heappop` `nlargest`	8.1
`bisect`	有序序列二分查找与插入	`bisect_left` `insort`	3.2
`array`	紧凑的同类型数值数组	`array`	18.2
`enum`	枚举类型与成员	`Enum` `IntEnum` `StrEnum` `auto`	18.1
`dataclasses`	自动生成方法的类装饰器	`dataclass` `field`	6.2
`typing`	静态类型提示工具	`Protocol` `TypedDict` `Self` `override`	9.1
`types`	动态类型辅助	`MappingProxyType` `SimpleNamespace`	6.1
`graphlib`	有向图拓扑排序（3.9+）	`TopologicalSorter`	—
`weakref`	弱引用，避免循环持有	`ref` `WeakValueDictionary`	18.2
`copy`	浅拷贝与深拷贝	`copy` `deepcopy` `replace`（3.13+）	3.3

函数式与迭代

模块	一句话用途	常用名字	正文
`functools`	高阶函数工具	`cache` `lru_cache` `partial` `reduce` `wraps` `singledispatch`	4.3
`itertools`	迭代器构建块	`chain` `groupby` `islice` `batched`（3.12+）	8.1
`operator`	把运算符变成函数	`itemgetter` `attrgetter` `add`	4.3

文件与路径

模块	一句话用途	常用名字	正文
`pathlib`	面向对象的路径操作	`Path` `Path.walk`（3.12+）	10.2
`os` / `os.path`	操作系统与路径接口	`environ` `getcwd` `path.join` `listdir`	10.2
`io`	内存中的文本 / 字节流	`StringIO` `BytesIO`	8.2
`glob`	按通配符匹配路径	`glob` `iglob`	10.2
`fnmatch`	文件名通配符匹配	`fnmatch` `filter`	10.2
`tempfile`	临时文件与临时目录	`TemporaryDirectory` `NamedTemporaryFile`	10.2
`shutil`	高层文件 / 目录操作	`copy` `copytree` `rmtree` `make_archive`	17.1
`fileinput`	逐行遍历多个文件	`input` `files`	—
`stat`	解释文件状态位	`S_ISDIR` `st_mode`	—

日期时间

模块	一句话用途	常用名字	正文
`datetime`	日期、时间与时长的运算	`datetime` `date` `timedelta`	11.1
`zoneinfo`	IANA 时区数据库（3.9+）	`ZoneInfo`	11.1
`time`	时间戳、计时与休眠	`time` `perf_counter` `sleep`	11.1
`calendar`	日历计算	`month` `isleap` `monthrange`	11.1
`timeit`	小段代码的微基准计时	`timeit` `repeat`	18.2

数据格式与序列化

模块	一句话用途	常用名字	正文
`json`	JSON 读写	`dumps` `loads` `dump` `load`	10.3
`csv`	CSV 读写	`reader` `writer` `DictReader`	10.3
`tomllib`	只读 TOML 解析（3.11+）	`load` `loads`	10.3
`configparser`	INI 风格配置读写	`ConfigParser`	—
`pickle`	Python 对象二进制序列化	`dumps` `loads`	10.3
`struct`	二进制数据打包 / 解包	`pack` `unpack`	—
`marshal`	Python 内部对象序列化	`dumps` `loads`	—
`base64`	Base64 编解码	`b64encode` `b64decode`	—
`xml`	XML 解析与生成	`ElementTree`	—

并发与异步

模块	一句话用途	常用名字	正文
`threading`	线程与同步原语	`Thread` `Lock` `Event`	12.1
`multiprocessing`	多进程并行	`Process` `Pool` `shared_memory`	12.2
`concurrent.futures`	线程 / 进程池的统一接口	`ThreadPoolExecutor` `ProcessPoolExecutor` `as_completed`	12.2
`asyncio`	异步 I/O 与事件循环	`run` `TaskGroup`（3.11+）`timeout`（3.11+）`gather`	13.1
`queue`	线程安全队列	`Queue` `PriorityQueue`	12.1
`contextvars`	上下文局部变量（3.7+）	`ContextVar`	13.3
`signal`	操作系统信号处理	`signal` `SIGINT`	—
`sched`	通用事件调度器	`scheduler`	—

网络

模块	一句话用途	常用名字	正文
`socket`	底层 TCP / UDP 套接字	`socket` `create_connection`	12.3
`ssl`	TLS / SSL 加密	`SSLContext` `create_default_context`	12.3
`http`	HTTP 状态码与客户端 / 服务端	`HTTPStatus` `client` `server`	16.1
`urllib`	URL 处理与简易请求	`request.urlopen` `parse`	12.3
`ipaddress`	IPv4 / IPv6 地址与网段	`ip_address` `ip_network`	—
`socketserver`	服务端请求处理框架	`TCPServer`	—
`select`	I/O 多路复用	`select` `poll`	—
`email`	邮件消息构造与解析	`message_from_string` `EmailMessage`	—

调试与剖析

模块	一句话用途	常用名字	正文
`logging`	分级日志记录	`getLogger` `basicConfig` `Handler`	11.2
`traceback`	异常回溯格式化	`format_exc` `print_exc`	7.1
`warnings`	发出与过滤警告	`warn` `filterwarnings`	7.2
`pdb`	交互式调试器	`set_trace` `breakpoint`	—
`faulthandler`	崩溃时打印 Python 回溯	`enable`	—
`cProfile` / `profile`	确定性函数级剖析	`Profile` `run`	18.2
`pstats`	剖析结果排序与分析	`Stats`	18.2
`tracemalloc`	追踪内存分配	`start` `take_snapshot`	18.2
`gc`	垃圾回收控制	`collect` `get_objects`	18.2
`inspect`	运行时自省对象	`signature` `getmembers`	8.3
`dis`	字节码反汇编	`dis` `disassemble`	1.3
`ast`	抽象语法树	`parse` `walk`	1.3
`tokenize`	源码词法分析	`generate_tokens`	1.3
`py_compile` / `compileall`	编译为字节码缓存	`compile` `compileall`	1.3

系统与进程

模块	一句话用途	常用名字	正文
`sys`	解释器接口	`argv` `path` `version` `exit`	11.3
`subprocess`	启动与管理子进程	`run` `Popen`	17.1
`platform`	平台与解释器信息	`system` `python_version`	2.2
`sysconfig`	解释器构建配置	`get_paths` `get_config_var`	18.3
`site`	站点包路径初始化	`getsitepackages`	2.1
`venv`	创建虚拟环境	`EnvBuilder` `create`	2.1
`atexit`	解释器退出时的清理钩子	`register`	—
`getpass`	隐藏回显的密码输入	`getpass`	11.3
`argparse`	命令行参数解析	`ArgumentParser` `add_argument`	11.3
`resource`	进程资源用量与限制	`getrusage`	—
`shlex`	shell 风格词法切分与引用	`split` `quote`	17.1

测试与质量

模块	一句话用途	常用名字	正文
`unittest`	标准库单元测试框架	`TestCase` `main`	14.1
`unittest.mock`	打桩与替换依赖	`Mock` `MagicMock` `patch`	14.2
`doctest`	从文档字符串里跑测试	`testmod` `run_docstring_examples`	14.1

数值、随机与哈希

模块	一句话用途	常用名字	正文
`math`	浮点数学函数与常量	`sqrt` `isclose` `gcd` `pi`	3.1
`cmath`	复数数学函数	`sqrt` `phase`	—
`decimal`	精确十进制算术	`Decimal` `getcontext`	3.1
`fractions`	有理数精确运算	`Fraction`	—
`statistics`	基础统计量	`mean` `median` `stdev`	17.3
`random`	伪随机数与抽样	`random` `randint` `choice` `shuffle`	17.3
`secrets`	密码学安全的随机数	`token_hex` `token_bytes` `randbelow`	—
`hashlib`	哈希摘要	`sha256` `blake2b` `file_digest`	—
`hmac`	带密钥的消息认证码	`new` `compare_digest`	—
`uuid`	唯一标识符	`uuid4` `UUID`	—

压缩、归档与持久化

模块	一句话用途	常用名字	正文
`zlib`	DEFLATE 压缩	`compress` `decompress`	18.3
`gzip`	gzip 文件读写	`open` `compress`	18.3
`bz2`	bzip2 压缩	`open` `compress`	18.3
`lzma`	LZMA / XZ 压缩	`open` `compress`	18.3
`compression.zstd`	Zstandard 压缩（3.14+，PEP 784）	`compress` `decompress` `open`	18.3
`zipfile`	ZIP 归档读写	`ZipFile` `ZipInfo`	17.1
`tarfile`	TAR 归档读写	`open` `TarFile`	17.1
`sqlite3`	内嵌 SQL 数据库	`connect` `Cursor`	16.3
`dbm`	键值数据库；`dbm.sqlite3`（3.13+）	`open`	—
`shelve`	持久化的字典	`open`	—

其他常用

模块	一句话用途	常用名字	正文
`importlib`	以编程方式导入与重载模块	`import_module` `reload`	5.2
`pydoc`	从文档字符串生成帮助	`render` `help`	18.3
`pkgutil`	遍历与发现包	`walk_packages`	—
`runpy`	以模块方式运行代码	`run_module`	—
`contextlib`	上下文管理器工具	`contextmanager` `suppress` `ExitStack`	7.3
`abc`	抽象基类	`ABC` `abstractmethod`	6.2
`annotationlib`	读取延迟求值的注解（3.14+）	`get_annotations` `Format`	9.1
`sys.monitoring`	低开销运行时监控（3.12+）	`use_tool_id` `set_events`	1.3

版本分界速查

标准库新模块的引入版本最容易记混，单独列一张表。本书基线是 requires-python = ">=3.12"，因此下表 3.13 / 3.14 的条目在你的项目里可能需要兼容分支。

版本	新增 / 变化	说明
3.9	`zoneinfo`、`graphlib`	IANA 时区、拓扑排序
3.11	`tomllib`、`asyncio.TaskGroup`、`asyncio.timeout`	只读 TOML、结构化并发
3.12	`itertools.batched`、`pathlib.Path.walk`、`sys.monitoring`	分批迭代、递归遍历、运行时监控
3.13	`dbm.sqlite3`、`copy.replace`、`warnings.deprecated`	SQLite 版 dbm、对象替换、弃用标记
3.14	`annotationlib`、`compression.zstd`	延迟注解读取、Zstandard 压缩

一个反复被问到的点：3.14 的 Zstandard 模块名是 compression.zstd，不是顶层 zstd。正确写法是 from compression import zstd；直接 import zstd 会 ModuleNotFoundError。同理，3.14 的 compression 包下还有 compression.zlib，但顶层 zlib 依旧保留。

小结

标准库的覆盖面远比新手以为的宽：并发、网络、压缩、数据库、剖析都在其中，很多第三方包只是更友好的封装。
判断「要不要引入第三方库」的第一步，永远是先查标准库有没有直接可用的模块。
版本分界要记牢：tomllib 是 3.11+，itertools.batched / pathlib.Path.walk / sys.monitoring 是 3.12+，dbm.sqlite3 与 copy.replace 是 3.13+，annotationlib 与 compression.zstd 是 3.14+。
「压缩」一栏里，zstd 自 3.14 起进入标准库，但它的模块名是 compression.zstd，不是顶层 zstd——import zstd 会失败，正确写法是 from compression import zstd。
表中「正文」列为「—」的模块，本书未单独讲解，但按需查阅官方文档即可上手。

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