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# [`random`](#module-random "random: Generate pseudo-random numbers with various common distributions.") --- 生成伪随机数
**源码:** [Lib/random.py](https://github.com/python/cpython/tree/3.7/Lib/random.py) \[https://github.com/python/cpython/tree/3.7/Lib/random.py\]
- - - - - -
该模块实现了各种分布的伪随机数生成器。
对于整数,从范围中有统一的选择。 对于序列,存在随机元素的统一选择、用于生成列表的随机排列的函数、以及用于随机抽样而无需替换的函数。
在实数轴上,有计算均匀、正态(高斯)、对数正态、负指数、伽马和贝塔分布的函数。 为了生成角度分布,可以使用 von Mises 分布。
几乎所有模块函数都依赖于基本函数 [`random()`](#random.random "random.random") ,它在半开放区间 \[0.0,1.0) 内均匀生成随机浮点数。 Python 使用 Mersenne Twister 作为核心生成器。 它产生 53 位精度浮点数,周期为 2\*\*19937-1 ,其在 C 中的底层实现既快又线程安全。 Mersenne Twister 是现存最广泛测试的随机数发生器之一。 但是,因为完全确定性,它不适用于所有目的,并且完全不适合加密目的。
这个模块提供的函数实际上是 [`random.Random`](#random.Random "random.Random") 类的隐藏实例的绑定方法。 你可以实例化自己的 [`Random`](#random.Random "random.Random") 类实例以获取不共享状态的生成器。
如果你想使用自己设计的不同基础生成器,类 [`Random`](#random.Random "random.Random") 也可以作为子类:在这种情况下,重载 `random()` 、 `seed()` 、 `getstate()` 以及 `setstate()` 方法。可选地,新生成器可以提供 `getrandbits()` 方法——这允许 [`randrange()`](#random.randrange "random.randrange") 在任意大的范围内产生选择。
[`random`](#module-random "random: Generate pseudo-random numbers with various common distributions.") 模块还提供 [`SystemRandom`](#random.SystemRandom "random.SystemRandom") 类,它使用系统函数 [`os.urandom()`](os.xhtml#os.urandom "os.urandom") 从操作系统提供的源生成随机数。
警告
不应将此模块的伪随机生成器用于安全目的。 有关安全性或加密用途,请参阅 [`secrets`](secrets.xhtml#module-secrets "secrets: Generate secure random numbers for managing secrets.") 模块。
参见
M. Matsumoto and T. Nishimura, "Mersenne Twister: A 623-dimensionally equidistributed uniform pseudorandom number generator", ACM Transactions on Modeling and Computer Simulation Vol. 8, No. 1, January pp.3--30 1998.
[Complementary-Multiply-with-Carry recipe](https://code.activestate.com/recipes/576707/) \[https://code.activestate.com/recipes/576707/\] 用于兼容的替代随机数发生器,具有长周期和相对简单的更新操作。
## 簿记功能
`random.``seed`(*a=None*, *version=2*)初始化随机数生成器。
如果 *a* 被省略或为 `None` ,则使用当前系统时间。 如果操作系统提供随机源,则使用它们而不是系统时间(有关可用性的详细信息,请参阅 [`os.urandom()`](os.xhtml#os.urandom "os.urandom") 函数)。
如果 *a* 是 int 类型,则直接使用。
对于版本2(默认的),[`str`](stdtypes.xhtml#str "str") 、 [`bytes`](stdtypes.xhtml#bytes "bytes") 或 [`bytearray`](stdtypes.xhtml#bytearray "bytearray") 对象转换为 [`int`](functions.xhtml#int "int") 并使用它的所有位。
对于版本1(用于从旧版本的Python再现随机序列),用于 [`str`](stdtypes.xhtml#str "str") 和 [`bytes`](stdtypes.xhtml#bytes "bytes") 的算法生成更窄的种子范围。
在 3.2 版更改: 已移至版本2方案,该方案使用字符串种子中的所有位。
`random.``getstate`()返回捕获生成器当前内部状态的对象。 这个对象可以传递给 [`setstate()`](#random.setstate "random.setstate") 来恢复状态。
`random.``setstate`(*state*)*state* 应该是从之前调用 [`getstate()`](#random.getstate "random.getstate") 获得的,并且 [`setstate()`](#random.setstate "random.setstate") 将生成器的内部状态恢复到 [`getstate()`](#random.getstate "random.getstate") 被调用时的状态。
`random.``getrandbits`(*k*)返回带有 *k* 位随机的Python整数。 此方法随 MersenneTwister 生成器一起提供,其他一些生成器也可以将其作为API的可选部分提供。 如果可用,[`getrandbits()`](#random.getrandbits "random.getrandbits") 启用 [`randrange()`](#random.randrange "random.randrange") 来处理任意大范围。
## 整数用函数
`random.``randrange`(*stop*)`random.``randrange`(*start*, *stop*\[, *step*\])从 `range(start, stop, step)` 返回一个随机选择的元素。 这相当于 `choice(range(start, stop, step))` ,但实际上并没有构建一个 range 对象。
位置参数模式匹配 [`range()`](stdtypes.xhtml#range "range") 。不应使用关键字参数,因为该函数可能以意外的方式使用它们。
在 3.2 版更改: [`randrange()`](#random.randrange "random.randrange") 在生成均匀分布的值方面更为复杂。 以前它使用了像``int(random()\*n)``这样的形式,它可以产生稍微不均匀的分布。
`random.``randint`(*a*, *b*)返回随机整数 *N* 满足 `a <= N <= b`。相当于 `randrange(a, b+1)`。
## 序列用函数
`random.``choice`(*seq*)从非空序列 *seq* 返回一个随机元素。 如果 *seq* 为空,则引发 [`IndexError`](exceptions.xhtml#IndexError "IndexError")。
`random.``choices`(*population*, *weights=None*, *\**, *cum\_weights=None*, *k=1*)从\*population\*中选择替换,返回大小为 *k* 的元素列表。 如果 *population* 为空,则引发 [`IndexError`](exceptions.xhtml#IndexError "IndexError")。
如果指定了 *weight* 序列,则根据相对权重进行选择。 或者,如果给出 *cum\_weights* 序列,则根据累积权重(可能使用 [`itertools.accumulate()`](itertools.xhtml#itertools.accumulate "itertools.accumulate") 计算)进行选择。 例如,相对权重``\[10, 5, 30, 5\]``相当于累积权重``\[10, 15, 45, 50\]``。 在内部,相对权重在进行选择之前会转换为累积权重,因此提供累积权重可以节省工作量。
如果既未指定 *weight* 也未指定 *cum\_weights* ,则以相等的概率进行选择。 如果提供了权重序列,则它必须与 *population* 序列的长度相同。 一个 [`TypeError`](exceptions.xhtml#TypeError "TypeError") 指定了 *weights* 和\*cum\_weights\*。
*weights* 或 *cum\_weights* 可以使用任何与 [`random()`](#module-random "random: Generate pseudo-random numbers with various common distributions.") 返回的 [`float`](functions.xhtml#float "float") 值互操作的数值类型(包括整数,浮点数和分数但不包括十进制小数)。
对于给定的种子,具有相等加权的 [`choices()`](#random.choices "random.choices") 函数通常产生与重复调用 [`choice()`](#random.choice "random.choice") 不同的序列。 [`choices()`](#random.choices "random.choices") 使用的算法使用浮点运算来实现内部一致性和速度。 [`choice()`](#random.choice "random.choice") 使用的算法默认为重复选择的整数运算,以避免因舍入误差引起的小偏差。
3\.6 新版功能.
`random.``shuffle`(*x*\[, *random*\])将序列 *x* 随机打乱位置。
可选参数 *random* 是一个0参数函数,在 \[0.0, 1.0) 中返回随机浮点数;默认情况下,这是函数 [`random()`](#random.random "random.random") 。
要改变一个不可变的序列并返回一个新的打乱列表,请使用``sample(x, k=len(x))``。
请注意,即使对于小的 `len(x)`,*x* 的排列总数也可以快速增长,大于大多数随机数生成器的周期。 这意味着长序列的大多数排列永远不会产生。 例如,长度为2080的序列是可以在 Mersenne Twister 随机数生成器的周期内拟合的最大序列。
`random.``sample`(*population*, *k*)返回从总体序列或集合中选择的唯一元素的 *k* 长度列表。 用于无重复的随机抽样。
返回包含来自总体的元素的新列表,同时保持原始总体不变。 结果列表按选择顺序排列,因此所有子切片也将是有效的随机样本。 这允许抽奖获奖者(样本)被划分为大奖和第二名获胜者(子切片)。
总体成员不必是 [hashable](../glossary.xhtml#term-hashable) 或 unique 。 如果总体包含重复,则每次出现都是样本中可能的选择。
要从一系列整数中选择样本,请使用 [`range()`](stdtypes.xhtml#range "range") 对象作为参数。 对于从大量人群中采样,这种方法特别快速且节省空间:`sample(range(10000000), k=60)` 。
如果样本大小大于总体大小,则引发 [`ValueError`](exceptions.xhtml#ValueError "ValueError") 。
## 实值分布
以下函数生成特定的实值分布。如常用数学实践中所使用的那样, 函数参数以分布方程中的相应变量命名;大多数这些方程都可以在任何统计学教材中找到。
`random.``random`()返回 \[0.0, 1.0) 范围内的下一个随机浮点数。
`random.``uniform`(*a*, *b*)返回一个随机浮点数 *N* ,当 `a <= b` 时 `a <= N <= b` ,当 `b < a` 时 `b <= N <= a` 。
取决于等式 `a + (b-a) * random()` 中的浮点舍入,终点 `b` 可以包括或不包括在该范围内。
`random.``triangular`(*low*, *high*, *mode*)返回一个随机浮点数 *N* ,使得 `low <= N <= high` 并在这些边界之间使用指定的 *mode* 。 *low* 和 *high* 边界默认为零和一。 *mode* 参数默认为边界之间的中点,给出对称分布。
`random.``betavariate`(*alpha*, *beta*)Beta 分布。 参数的条件是 `alpha > 0` 和 `beta > 0`。 返回值的范围介于 0 和 1 之间。
`random.``expovariate`(*lambd*)指数分布。 *lambd* 是 1.0 除以所需的平均值,它应该是非零的。 (该参数本应命名为 “lambda” ,但这是 Python 中的保留字。)如果 *lambd* 为正,则返回值的范围为 0 到正无穷大;如果 *lambd* 为负,则返回值从负无穷大到 0。
`random.``gammavariate`(*alpha*, *beta*)Gamma 分布。 ( *不是* gamma 函数! ) 参数的条件是 `alpha > 0` 和 `beta > 0`。
概率分布函数是:
```
x ** (alpha - 1) * math.exp(-x / beta)
pdf(x) = --------------------------------------
math.gamma(alpha) * beta ** alpha
```
`random.``gauss`(*mu*, *sigma*)高斯分布。 *mu* 是平均值,*sigma* 是标准差。 这比下面定义的 [`normalvariate()`](#random.normalvariate "random.normalvariate") 函数略快。
`random.``lognormvariate`(*mu*, *sigma*)对数正态分布。 如果你采用这个分布的自然对数,你将得到一个正态分布,平均值为 *mu* 和标准差为 *sigma* 。 *mu* 可以是任何值,*sigma* 必须大于零。
`random.``normalvariate`(*mu*, *sigma*)正态分布。 *mu* 是平均值,*sigma* 是标准差。
`random.``vonmisesvariate`(*mu*, *kappa*)*mu* 是平均角度,以弧度表示,介于0和 2\**pi* 之间,*kappa* 是浓度参数,必须大于或等于零。 如果 *kappa* 等于零,则该分布在0到 2\**pi* 的范围内减小到均匀的随机角度。
`random.``paretovariate`(*alpha*)帕累托分布。 *alpha* 是形状参数。
`random.``weibullvariate`(*alpha*, *beta*)威布尔分布。 *alpha* 是比例参数,*beta* 是形状参数。
## 替代生成器
*class* `random.``Random`(\[*seed*\])。该类实现了 [`random`](#module-random "random: Generate pseudo-random numbers with various common distributions.") 模块所用的默认伪随机数生成器。
*class* `random.``SystemRandom`(\[*seed*\])使用 [`os.urandom()`](os.xhtml#os.urandom "os.urandom") 函数的类,用从操作系统提供的源生成随机数。 这并非适用于所有系统。 也不依赖于软件状态,序列不可重现。 因此,[`seed()`](#random.seed "random.seed") 方法没有效果而被忽略。 [`getstate()`](#random.getstate "random.getstate") 和 [`setstate()`](#random.setstate "random.setstate") 方法如果被调用则引发 [`NotImplementedError`](exceptions.xhtml#NotImplementedError "NotImplementedError")。
## 关于再现性的说明
有时能够重现伪随机数生成器给出的序列是有用的。 通过重新使用种子值,只要多个线程没有运行,相同的序列就可以在两次不同运行之间重现。
大多数随机模块的算法和种子函数都会在 Python 版本中发生变化,但保证两个方面不会改变:
- 如果添加了新的播种方法,则将提供向后兼容的播种机。
- 当兼容的播种机被赋予相同的种子时,生成器的 `random()` 方法将继续产生相同的序列。
## 例子和配方
基本示例:
```
>>> random() # Random float: 0.0 <= x < 1.0
0.37444887175646646
>>> uniform(2.5, 10.0) # Random float: 2.5 <= x < 10.0
3.1800146073117523
>>> expovariate(1 / 5) # Interval between arrivals averaging 5 seconds
5.148957571865031
>>> randrange(10) # Integer from 0 to 9 inclusive
7
>>> randrange(0, 101, 2) # Even integer from 0 to 100 inclusive
26
>>> choice(['win', 'lose', 'draw']) # Single random element from a sequence
'draw'
>>> deck = 'ace two three four'.split()
>>> shuffle(deck) # Shuffle a list
>>> deck
['four', 'two', 'ace', 'three']
>>> sample([10, 20, 30, 40, 50], k=4) # Four samples without replacement
[40, 10, 50, 30]
```
模拟:
```
>>> # Six roulette wheel spins (weighted sampling with replacement)
>>> choices(['red', 'black', 'green'], [18, 18, 2], k=6)
['red', 'green', 'black', 'black', 'red', 'black']
>>> # Deal 20 cards without replacement from a deck of 52 playing cards
>>> # and determine the proportion of cards with a ten-value
>>> # (a ten, jack, queen, or king).
>>> deck = collections.Counter(tens=16, low_cards=36)
>>> seen = sample(list(deck.elements()), k=20)
>>> seen.count('tens') / 20
0.15
>>> # Estimate the probability of getting 5 or more heads from 7 spins
>>> # of a biased coin that settles on heads 60% of the time.
>>> def trial():
... return choices('HT', cum_weights=(0.60, 1.00), k=7).count('H') >= 5
...
>>> sum(trial() for i in range(10000)) / 10000
0.4169
>>> # Probability of the median of 5 samples being in middle two quartiles
>>> def trial():
... return 2500 <= sorted(choices(range(10000), k=5))[2] < 7500
...
>>> sum(trial() for i in range(10000)) / 10000
0.7958
```
[statistical bootstrapping](https://en.wikipedia.org/wiki/Bootstrapping_(statistics)) \[https://en.wikipedia.org/wiki/Bootstrapping\_(statistics)\] 使用重采样和替换来估计大小为五的样本的均值的置信区间的示例:
```
# http://statistics.about.com/od/Applications/a/Example-Of-Bootstrapping.htm
from statistics import mean
from random import choices
data = 1, 2, 4, 4, 10
means = sorted(mean(choices(data, k=5)) for i in range(20))
print(f'The sample mean of {mean(data):.1f} has a 90% confidence '
f'interval from {means[1]:.1f} to {means[-2]:.1f}')
```
使用 [重新采样排列测试](https://en.wikipedia.org/wiki/Resampling_(statistics)#Permutation_tests) \[https://en.wikipedia.org/wiki/Resampling\_(statistics)#Permutation\_tests\] 来确定统计学显著性或者使用 [p-值](https://en.wikipedia.org/wiki/P-value) \[https://en.wikipedia.org/wiki/P-value\] 来观察药物与安慰剂的作用之间差异的示例:
```
# Example from "Statistics is Easy" by Dennis Shasha and Manda Wilson
from statistics import mean
from random import shuffle
drug = [54, 73, 53, 70, 73, 68, 52, 65, 65]
placebo = [54, 51, 58, 44, 55, 52, 42, 47, 58, 46]
observed_diff = mean(drug) - mean(placebo)
n = 10000
count = 0
combined = drug + placebo
for i in range(n):
shuffle(combined)
new_diff = mean(combined[:len(drug)]) - mean(combined[len(drug):])
count += (new_diff >= observed_diff)
print(f'{n} label reshufflings produced only {count} instances with a difference')
print(f'at least as extreme as the observed difference of {observed_diff:.1f}.')
print(f'The one-sided p-value of {count / n:.4f} leads us to reject the null')
print(f'hypothesis that there is no difference between the drug and the placebo.')
```
模拟单个服务器队列中的到达时间和服务交付:
```
from random import expovariate, gauss
from statistics import mean, median, stdev
average_arrival_interval = 5.6
average_service_time = 5.0
stdev_service_time = 0.5
num_waiting = 0
arrivals = []
starts = []
arrival = service_end = 0.0
for i in range(20000):
if arrival <= service_end:
num_waiting += 1
arrival += expovariate(1.0 / average_arrival_interval)
arrivals.append(arrival)
else:
num_waiting -= 1
service_start = service_end if num_waiting else arrival
service_time = gauss(average_service_time, stdev_service_time)
service_end = service_start + service_time
starts.append(service_start)
waits = [start - arrival for arrival, start in zip(arrivals, starts)]
print(f'Mean wait: {mean(waits):.1f}. Stdev wait: {stdev(waits):.1f}.')
print(f'Median wait: {median(waits):.1f}. Max wait: {max(waits):.1f}.')
```
参见
[Statistics for Hackers](https://www.youtube.com/watch?v=Iq9DzN6mvYA) \[https://www.youtube.com/watch?v=Iq9DzN6mvYA\] [Jake Vanderplas](https://us.pycon.org/2016/speaker/profile/295/) \[https://us.pycon.org/2016/speaker/profile/295/\] 撰写的视频教程,使用一些基本概念进行统计分析,包括模拟、抽样、改组和交叉验证。
[Economics Simulation](http://nbviewer.jupyter.org/url/norvig.com/ipython/Economics.ipynb) \[http://nbviewer.jupyter.org/url/norvig.com/ipython/Economics.ipynb\] [Peter Norvig](http://norvig.com/bio.html) \[http://norvig.com/bio.html\] 编写的市场模拟,显示了该模块提供的许多工具和分布的有效使用(高斯、均匀、样本、beta变量、选择、三角和随机范围等)。
[A Concrete Introduction to Probability (using Python)](http://nbviewer.jupyter.org/url/norvig.com/ipython/Probability.ipynb) \[http://nbviewer.jupyter.org/url/norvig.com/ipython/Probability.ipynb\] [Peter Norvig](http://norvig.com/bio.html) \[http://norvig.com/bio.html\] 撰写的教程,涵盖了概率论基础知识,如何编写模拟,以及如何使用 Python 进行数据分析。
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- PEP 285: A Boolean Type
- PEP 293: Codec Error Handling Callbacks
- PEP 301: Package Index and Metadata for Distutils
- PEP 302: New Import Hooks
- PEP 305: Comma-separated Files
- PEP 307: Pickle Enhancements
- Extended Slices
- 其他语言特性修改
- New, Improved, and Deprecated Modules
- Pymalloc: A Specialized Object Allocator
- Build and C API Changes
- Other Changes and Fixes
- Porting to Python 2.3
- Acknowledgements
- What's New in Python 2.2
- 概述
- PEPs 252 and 253: Type and Class Changes
- PEP 234: Iterators
- PEP 255: Simple Generators
- PEP 237: Unifying Long Integers and Integers
- PEP 238: Changing the Division Operator
- Unicode Changes
- PEP 227: Nested Scopes
- New and Improved Modules
- Interpreter Changes and Fixes
- Other Changes and Fixes
- Acknowledgements
- What's New in Python 2.1
- 概述
- PEP 227: Nested Scopes
- PEP 236: future Directives
- PEP 207: Rich Comparisons
- PEP 230: Warning Framework
- PEP 229: New Build System
- PEP 205: Weak References
- PEP 232: Function Attributes
- PEP 235: Importing Modules on Case-Insensitive Platforms
- PEP 217: Interactive Display Hook
- PEP 208: New Coercion Model
- PEP 241: Metadata in Python Packages
- New and Improved Modules
- Other Changes and Fixes
- Acknowledgements
- What's New in Python 2.0
- 概述
- What About Python 1.6?
- New Development Process
- Unicode
- 列表推导式
- Augmented Assignment
- 字符串的方法
- Garbage Collection of Cycles
- Other Core Changes
- Porting to 2.0
- Extending/Embedding Changes
- Distutils: Making Modules Easy to Install
- XML Modules
- Module changes
- New modules
- IDLE Improvements
- Deleted and Deprecated Modules
- Acknowledgements
- 更新日志
- Python 下一版
- Python 3.7.3 最终版
- Python 3.7.3 发布候选版 1
- Python 3.7.2 最终版
- Python 3.7.2 发布候选版 1
- Python 3.7.1 最终版
- Python 3.7.1 RC 2版本
- Python 3.7.1 发布候选版 1
- Python 3.7.0 正式版
- Python 3.7.0 release candidate 1
- Python 3.7.0 beta 5
- Python 3.7.0 beta 4
- Python 3.7.0 beta 3
- Python 3.7.0 beta 2
- Python 3.7.0 beta 1
- Python 3.7.0 alpha 4
- Python 3.7.0 alpha 3
- Python 3.7.0 alpha 2
- Python 3.7.0 alpha 1
- Python 3.6.6 final
- Python 3.6.6 RC 1
- Python 3.6.5 final
- Python 3.6.5 release candidate 1
- Python 3.6.4 final
- Python 3.6.4 release candidate 1
- Python 3.6.3 final
- Python 3.6.3 release candidate 1
- Python 3.6.2 final
- Python 3.6.2 release candidate 2
- Python 3.6.2 release candidate 1
- Python 3.6.1 final
- Python 3.6.1 release candidate 1
- Python 3.6.0 final
- Python 3.6.0 release candidate 2
- Python 3.6.0 release candidate 1
- Python 3.6.0 beta 4
- Python 3.6.0 beta 3
- Python 3.6.0 beta 2
- Python 3.6.0 beta 1
- Python 3.6.0 alpha 4
- Python 3.6.0 alpha 3
- Python 3.6.0 alpha 2
- Python 3.6.0 alpha 1
- Python 3.5.5 final
- Python 3.5.5 release candidate 1
- Python 3.5.4 final
- Python 3.5.4 release candidate 1
- Python 3.5.3 final
- Python 3.5.3 release candidate 1
- Python 3.5.2 final
- Python 3.5.2 release candidate 1
- Python 3.5.1 final
- Python 3.5.1 release candidate 1
- Python 3.5.0 final
- Python 3.5.0 release candidate 4
- Python 3.5.0 release candidate 3
- Python 3.5.0 release candidate 2
- Python 3.5.0 release candidate 1
- Python 3.5.0 beta 4
- Python 3.5.0 beta 3
- Python 3.5.0 beta 2
- Python 3.5.0 beta 1
- Python 3.5.0 alpha 4
- Python 3.5.0 alpha 3
- Python 3.5.0 alpha 2
- Python 3.5.0 alpha 1
- Python 教程
- 课前甜点
- 使用 Python 解释器
- 调用解释器
- 解释器的运行环境
- Python 的非正式介绍
- Python 作为计算器使用
- 走向编程的第一步
- 其他流程控制工具
- if 语句
- for 语句
- range() 函数
- break 和 continue 语句,以及循环中的 else 子句
- pass 语句
- 定义函数
- 函数定义的更多形式
- 小插曲:编码风格
- 数据结构
- 列表的更多特性
- del 语句
- 元组和序列
- 集合
- 字典
- 循环的技巧
- 深入条件控制
- 序列和其它类型的比较
- 模块
- 有关模块的更多信息
- 标准模块
- dir() 函数
- 包
- 输入输出
- 更漂亮的输出格式
- 读写文件
- 错误和异常
- 语法错误
- 异常
- 处理异常
- 抛出异常
- 用户自定义异常
- 定义清理操作
- 预定义的清理操作
- 类
- 名称和对象
- Python 作用域和命名空间
- 初探类
- 补充说明
- 继承
- 私有变量
- 杂项说明
- 迭代器
- 生成器
- 生成器表达式
- 标准库简介
- 操作系统接口
- 文件通配符
- 命令行参数
- 错误输出重定向和程序终止
- 字符串模式匹配
- 数学
- 互联网访问
- 日期和时间
- 数据压缩
- 性能测量
- 质量控制
- 自带电池
- 标准库简介 —— 第二部分
- 格式化输出
- 模板
- 使用二进制数据记录格式
- 多线程
- 日志
- 弱引用
- 用于操作列表的工具
- 十进制浮点运算
- 虚拟环境和包
- 概述
- 创建虚拟环境
- 使用pip管理包
- 接下来?
- 交互式编辑和编辑历史
- Tab 补全和编辑历史
- 默认交互式解释器的替代品
- 浮点算术:争议和限制
- 表示性错误
- 附录
- 交互模式
- 安装和使用 Python
- 命令行与环境
- 命令行
- 环境变量
- 在Unix平台中使用Python
- 获取最新版本的Python
- 构建Python
- 与Python相关的路径和文件
- 杂项
- 编辑器和集成开发环境
- 在Windows上使用 Python
- 完整安装程序
- Microsoft Store包
- nuget.org 安装包
- 可嵌入的包
- 替代捆绑包
- 配置Python
- 适用于Windows的Python启动器
- 查找模块
- 附加模块
- 在Windows上编译Python
- 其他平台
- 在苹果系统上使用 Python
- 获取和安装 MacPython
- IDE
- 安装额外的 Python 包
- Mac 上的图形界面编程
- 在 Mac 上分发 Python 应用程序
- 其他资源
- Python 语言参考
- 概述
- 其他实现
- 标注
- 词法分析
- 行结构
- 其他形符
- 标识符和关键字
- 字面值
- 运算符
- 分隔符
- 数据模型
- 对象、值与类型
- 标准类型层级结构
- 特殊方法名称
- 协程
- 执行模型
- 程序的结构
- 命名与绑定
- 异常
- 导入系统
- importlib
- 包
- 搜索
- 加载
- 基于路径的查找器
- 替换标准导入系统
- Package Relative Imports
- 有关 main 的特殊事项
- 开放问题项
- 参考文献
- 表达式
- 算术转换
- 原子
- 原型
- await 表达式
- 幂运算符
- 一元算术和位运算
- 二元算术运算符
- 移位运算
- 二元位运算
- 比较运算
- 布尔运算
- 条件表达式
- lambda 表达式
- 表达式列表
- 求值顺序
- 运算符优先级
- 简单语句
- 表达式语句
- 赋值语句
- assert 语句
- pass 语句
- del 语句
- return 语句
- yield 语句
- raise 语句
- break 语句
- continue 语句
- import 语句
- global 语句
- nonlocal 语句
- 复合语句
- if 语句
- while 语句
- for 语句
- try 语句
- with 语句
- 函数定义
- 类定义
- 协程
- 最高层级组件
- 完整的 Python 程序
- 文件输入
- 交互式输入
- 表达式输入
- 完整的语法规范
- Python 标准库
- 概述
- 可用性注释
- 内置函数
- 内置常量
- 由 site 模块添加的常量
- 内置类型
- 逻辑值检测
- 布尔运算 — and, or, not
- 比较
- 数字类型 — int, float, complex
- 迭代器类型
- 序列类型 — list, tuple, range
- 文本序列类型 — str
- 二进制序列类型 — bytes, bytearray, memoryview
- 集合类型 — set, frozenset
- 映射类型 — dict
- 上下文管理器类型
- 其他内置类型
- 特殊属性
- 内置异常
- 基类
- 具体异常
- 警告
- 异常层次结构
- 文本处理服务
- string — 常见的字符串操作
- re — 正则表达式操作
- 模块 difflib 是一个计算差异的助手
- textwrap — Text wrapping and filling
- unicodedata — Unicode 数据库
- stringprep — Internet String Preparation
- readline — GNU readline interface
- rlcompleter — GNU readline的完成函数
- 二进制数据服务
- struct — Interpret bytes as packed binary data
- codecs — Codec registry and base classes
- 数据类型
- datetime — 基础日期/时间数据类型
- calendar — General calendar-related functions
- collections — 容器数据类型
- collections.abc — 容器的抽象基类
- heapq — 堆队列算法
- bisect — Array bisection algorithm
- array — Efficient arrays of numeric values
- weakref — 弱引用
- types — Dynamic type creation and names for built-in types
- copy — 浅层 (shallow) 和深层 (deep) 复制操作
- pprint — 数据美化输出
- reprlib — Alternate repr() implementation
- enum — Support for enumerations
- 数字和数学模块
- numbers — 数字的抽象基类
- math — 数学函数
- cmath — Mathematical functions for complex numbers
- decimal — 十进制定点和浮点运算
- fractions — 分数
- random — 生成伪随机数
- statistics — Mathematical statistics functions
- 函数式编程模块
- itertools — 为高效循环而创建迭代器的函数
- functools — 高阶函数和可调用对象上的操作
- operator — 标准运算符替代函数
- 文件和目录访问
- pathlib — 面向对象的文件系统路径
- os.path — 常见路径操作
- fileinput — Iterate over lines from multiple input streams
- stat — Interpreting stat() results
- filecmp — File and Directory Comparisons
- tempfile — Generate temporary files and directories
- glob — Unix style pathname pattern expansion
- fnmatch — Unix filename pattern matching
- linecache — Random access to text lines
- shutil — High-level file operations
- macpath — Mac OS 9 路径操作函数
- 数据持久化
- pickle —— Python 对象序列化
- copyreg — Register pickle support functions
- shelve — Python object persistence
- marshal — Internal Python object serialization
- dbm — Interfaces to Unix “databases”
- sqlite3 — SQLite 数据库 DB-API 2.0 接口模块
- 数据压缩和存档
- zlib — 与 gzip 兼容的压缩
- gzip — 对 gzip 格式的支持
- bz2 — 对 bzip2 压缩算法的支持
- lzma — 用 LZMA 算法压缩
- zipfile — 在 ZIP 归档中工作
- tarfile — Read and write tar archive files
- 文件格式
- csv — CSV 文件读写
- configparser — Configuration file parser
- netrc — netrc file processing
- xdrlib — Encode and decode XDR data
- plistlib — Generate and parse Mac OS X .plist files
- 加密服务
- hashlib — 安全哈希与消息摘要
- hmac — 基于密钥的消息验证
- secrets — Generate secure random numbers for managing secrets
- 通用操作系统服务
- os — 操作系统接口模块
- io — 处理流的核心工具
- time — 时间的访问和转换
- argparse — 命令行选项、参数和子命令解析器
- getopt — C-style parser for command line options
- 模块 logging — Python 的日志记录工具
- logging.config — 日志记录配置
- logging.handlers — Logging handlers
- getpass — 便携式密码输入工具
- curses — 终端字符单元显示的处理
- curses.textpad — Text input widget for curses programs
- curses.ascii — Utilities for ASCII characters
- curses.panel — A panel stack extension for curses
- platform — Access to underlying platform's identifying data
- errno — Standard errno system symbols
- ctypes — Python 的外部函数库
- 并发执行
- threading — 基于线程的并行
- multiprocessing — 基于进程的并行
- concurrent 包
- concurrent.futures — 启动并行任务
- subprocess — 子进程管理
- sched — 事件调度器
- queue — 一个同步的队列类
- _thread — 底层多线程 API
- _dummy_thread — _thread 的替代模块
- dummy_threading — 可直接替代 threading 模块。
- contextvars — Context Variables
- Context Variables
- Manual Context Management
- asyncio support
- 网络和进程间通信
- asyncio — 异步 I/O
- socket — 底层网络接口
- ssl — TLS/SSL wrapper for socket objects
- select — Waiting for I/O completion
- selectors — 高级 I/O 复用库
- asyncore — 异步socket处理器
- asynchat — 异步 socket 指令/响应 处理器
- signal — Set handlers for asynchronous events
- mmap — Memory-mapped file support
- 互联网数据处理
- email — 电子邮件与 MIME 处理包
- json — JSON 编码和解码器
- mailcap — Mailcap file handling
- mailbox — Manipulate mailboxes in various formats
- mimetypes — Map filenames to MIME types
- base64 — Base16, Base32, Base64, Base85 数据编码
- binhex — 对binhex4文件进行编码和解码
- binascii — 二进制和 ASCII 码互转
- quopri — Encode and decode MIME quoted-printable data
- uu — Encode and decode uuencode files
- 结构化标记处理工具
- html — 超文本标记语言支持
- html.parser — 简单的 HTML 和 XHTML 解析器
- html.entities — HTML 一般实体的定义
- XML处理模块
- xml.etree.ElementTree — The ElementTree XML API
- xml.dom — The Document Object Model API
- xml.dom.minidom — Minimal DOM implementation
- xml.dom.pulldom — Support for building partial DOM trees
- xml.sax — Support for SAX2 parsers
- xml.sax.handler — Base classes for SAX handlers
- xml.sax.saxutils — SAX Utilities
- xml.sax.xmlreader — Interface for XML parsers
- xml.parsers.expat — Fast XML parsing using Expat
- 互联网协议和支持
- webbrowser — 方便的Web浏览器控制器
- cgi — Common Gateway Interface support
- cgitb — Traceback manager for CGI scripts
- wsgiref — WSGI Utilities and Reference Implementation
- urllib — URL 处理模块
- urllib.request — 用于打开 URL 的可扩展库
- urllib.response — Response classes used by urllib
- urllib.parse — Parse URLs into components
- urllib.error — Exception classes raised by urllib.request
- urllib.robotparser — Parser for robots.txt
- http — HTTP 模块
- http.client — HTTP协议客户端
- ftplib — FTP protocol client
- poplib — POP3 protocol client
- imaplib — IMAP4 protocol client
- nntplib — NNTP protocol client
- smtplib —SMTP协议客户端
- smtpd — SMTP Server
- telnetlib — Telnet client
- uuid — UUID objects according to RFC 4122
- socketserver — A framework for network servers
- http.server — HTTP 服务器
- http.cookies — HTTP state management
- http.cookiejar — Cookie handling for HTTP clients
- xmlrpc — XMLRPC 服务端与客户端模块
- xmlrpc.client — XML-RPC client access
- xmlrpc.server — Basic XML-RPC servers
- ipaddress — IPv4/IPv6 manipulation library
- 多媒体服务
- audioop — Manipulate raw audio data
- aifc — Read and write AIFF and AIFC files
- sunau — 读写 Sun AU 文件
- wave — 读写WAV格式文件
- chunk — Read IFF chunked data
- colorsys — Conversions between color systems
- imghdr — 推测图像类型
- sndhdr — 推测声音文件的类型
- ossaudiodev — Access to OSS-compatible audio devices
- 国际化
- gettext — 多语种国际化服务
- locale — 国际化服务
- 程序框架
- turtle — 海龟绘图
- cmd — 支持面向行的命令解释器
- shlex — Simple lexical analysis
- Tk图形用户界面(GUI)
- tkinter — Tcl/Tk的Python接口
- tkinter.ttk — Tk themed widgets
- tkinter.tix — Extension widgets for Tk
- tkinter.scrolledtext — 滚动文字控件
- IDLE
- 其他图形用户界面(GUI)包
- 开发工具
- typing — 类型标注支持
- pydoc — Documentation generator and online help system
- doctest — Test interactive Python examples
- unittest — 单元测试框架
- unittest.mock — mock object library
- unittest.mock 上手指南
- 2to3 - 自动将 Python 2 代码转为 Python 3 代码
- test — Regression tests package for Python
- test.support — Utilities for the Python test suite
- test.support.script_helper — Utilities for the Python execution tests
- 调试和分析
- bdb — Debugger framework
- faulthandler — Dump the Python traceback
- pdb — The Python Debugger
- The Python Profilers
- timeit — 测量小代码片段的执行时间
- trace — Trace or track Python statement execution
- tracemalloc — Trace memory allocations
- 软件打包和分发
- distutils — 构建和安装 Python 模块
- ensurepip — Bootstrapping the pip installer
- venv — 创建虚拟环境
- zipapp — Manage executable Python zip archives
- Python运行时服务
- sys — 系统相关的参数和函数
- sysconfig — Provide access to Python's configuration information
- builtins — 内建对象
- main — 顶层脚本环境
- warnings — Warning control
- dataclasses — 数据类
- contextlib — Utilities for with-statement contexts
- abc — 抽象基类
- atexit — 退出处理器
- traceback — Print or retrieve a stack traceback
- future — Future 语句定义
- gc — 垃圾回收器接口
- inspect — 检查对象
- site — Site-specific configuration hook
- 自定义 Python 解释器
- code — Interpreter base classes
- codeop — Compile Python code
- 导入模块
- zipimport — Import modules from Zip archives
- pkgutil — Package extension utility
- modulefinder — 查找脚本使用的模块
- runpy — Locating and executing Python modules
- importlib — The implementation of import
- Python 语言服务
- parser — Access Python parse trees
- ast — 抽象语法树
- symtable — Access to the compiler's symbol tables
- symbol — 与 Python 解析树一起使用的常量
- token — 与Python解析树一起使用的常量
- keyword — 检验Python关键字
- tokenize — Tokenizer for Python source
- tabnanny — 模糊缩进检测
- pyclbr — Python class browser support
- py_compile — Compile Python source files
- compileall — Byte-compile Python libraries
- dis — Python 字节码反汇编器
- pickletools — Tools for pickle developers
- 杂项服务
- formatter — Generic output formatting
- Windows系统相关模块
- msilib — Read and write Microsoft Installer files
- msvcrt — Useful routines from the MS VC++ runtime
- winreg — Windows 注册表访问
- winsound — Sound-playing interface for Windows
- Unix 专有服务
- posix — The most common POSIX system calls
- pwd — 用户密码数据库
- spwd — The shadow password database
- grp — The group database
- crypt — Function to check Unix passwords
- termios — POSIX style tty control
- tty — 终端控制功能
- pty — Pseudo-terminal utilities
- fcntl — The fcntl and ioctl system calls
- pipes — Interface to shell pipelines
- resource — Resource usage information
- nis — Interface to Sun's NIS (Yellow Pages)
- Unix syslog 库例程
- 被取代的模块
- optparse — Parser for command line options
- imp — Access the import internals
- 未创建文档的模块
- 平台特定模块
- 扩展和嵌入 Python 解释器
- 推荐的第三方工具
- 不使用第三方工具创建扩展
- 使用 C 或 C++ 扩展 Python
- 自定义扩展类型:教程
- 定义扩展类型:已分类主题
- 构建C/C++扩展
- 在Windows平台编译C和C++扩展
- 在更大的应用程序中嵌入 CPython 运行时
- Embedding Python in Another Application
- Python/C API 参考手册
- 概述
- 代码标准
- 包含文件
- 有用的宏
- 对象、类型和引用计数
- 异常
- 嵌入Python
- 调试构建
- 稳定的应用程序二进制接口
- The Very High Level Layer
- Reference Counting
- 异常处理
- Printing and clearing
- 抛出异常
- Issuing warnings
- Querying the error indicator
- Signal Handling
- Exception Classes
- Exception Objects
- Unicode Exception Objects
- Recursion Control
- 标准异常
- 标准警告类别
- 工具
- 操作系统实用程序
- 系统功能
- 过程控制
- 导入模块
- Data marshalling support
- 语句解释及变量编译
- 字符串转换与格式化
- 反射
- 编解码器注册与支持功能
- 抽象对象层
- Object Protocol
- 数字协议
- Sequence Protocol
- Mapping Protocol
- 迭代器协议
- 缓冲协议
- Old Buffer Protocol
- 具体的对象层
- 基本对象
- 数值对象
- 序列对象
- 容器对象
- 函数对象
- 其他对象
- Initialization, Finalization, and Threads
- 在Python初始化之前
- 全局配置变量
- Initializing and finalizing the interpreter
- Process-wide parameters
- Thread State and the Global Interpreter Lock
- Sub-interpreter support
- Asynchronous Notifications
- Profiling and Tracing
- Advanced Debugger Support
- Thread Local Storage Support
- 内存管理
- 概述
- 原始内存接口
- Memory Interface
- 对象分配器
- 默认内存分配器
- Customize Memory Allocators
- The pymalloc allocator
- tracemalloc C API
- 示例
- 对象实现支持
- 在堆中分配对象
- Common Object Structures
- Type 对象
- Number Object Structures
- Mapping Object Structures
- Sequence Object Structures
- Buffer Object Structures
- Async Object Structures
- 使对象类型支持循环垃圾回收
- API 和 ABI 版本管理
- 分发 Python 模块
- 关键术语
- 开源许可与协作
- 安装工具
- 阅读指南
- 我该如何...?
- ...为我的项目选择一个名字?
- ...创建和分发二进制扩展?
- 安装 Python 模块
- 关键术语
- 基本使用
- 我应如何 ...?
- ... 在 Python 3.4 之前的 Python 版本中安装 pip ?
- ... 只为当前用户安装软件包?
- ... 安装科学计算类 Python 软件包?
- ... 使用并行安装的多个 Python 版本?
- 常见的安装问题
- 在 Linux 的系统 Python 版本上安装
- 未安装 pip
- 安装二进制编译扩展
- Python 常用指引
- 将 Python 2 代码迁移到 Python 3
- 简要说明
- 详情
- 将扩展模块移植到 Python 3
- 条件编译
- 对象API的更改
- 模块初始化和状态
- CObject 替换为 Capsule
- 其他选项
- Curses Programming with Python
- What is curses?
- Starting and ending a curses application
- Windows and Pads
- Displaying Text
- User Input
- For More Information
- 实现描述器
- 摘要
- 定义和简介
- 描述器协议
- 发起调用描述符
- 描述符示例
- Properties
- 函数和方法
- Static Methods and Class Methods
- 函数式编程指引
- 概述
- 迭代器
- 生成器表达式和列表推导式
- 生成器
- 内置函数
- itertools 模块
- The functools module
- Small functions and the lambda expression
- Revision History and Acknowledgements
- 引用文献
- 日志 HOWTO
- 日志基础教程
- 进阶日志教程
- 日志级别
- 有用的处理程序
- 记录日志中引发的异常
- 使用任意对象作为消息
- 优化
- 日志操作手册
- 在多个模块中使用日志
- 在多线程中使用日志
- 使用多个日志处理器和多种格式化
- 在多个地方记录日志
- 日志服务器配置示例
- 处理日志处理器的阻塞
- Sending and receiving logging events across a network
- Adding contextual information to your logging output
- Logging to a single file from multiple processes
- Using file rotation
- Use of alternative formatting styles
- Customizing LogRecord
- Subclassing QueueHandler - a ZeroMQ example
- Subclassing QueueListener - a ZeroMQ example
- An example dictionary-based configuration
- Using a rotator and namer to customize log rotation processing
- A more elaborate multiprocessing example
- Inserting a BOM into messages sent to a SysLogHandler
- Implementing structured logging
- Customizing handlers with dictConfig()
- Using particular formatting styles throughout your application
- Configuring filters with dictConfig()
- Customized exception formatting
- Speaking logging messages
- Buffering logging messages and outputting them conditionally
- Formatting times using UTC (GMT) via configuration
- Using a context manager for selective logging
- 正则表达式HOWTO
- 概述
- 简单模式
- 使用正则表达式
- 更多模式能力
- 修改字符串
- 常见问题
- 反馈
- 套接字编程指南
- 套接字
- 创建套接字
- 使用一个套接字
- 断开连接
- 非阻塞的套接字
- 排序指南
- 基本排序
- 关键函数
- Operator 模块函数
- 升序和降序
- 排序稳定性和排序复杂度
- 使用装饰-排序-去装饰的旧方法
- 使用 cmp 参数的旧方法
- 其它
- Unicode 指南
- Unicode 概述
- Python's Unicode Support
- Reading and Writing Unicode Data
- Acknowledgements
- 如何使用urllib包获取网络资源
- 概述
- Fetching URLs
- 处理异常
- info and geturl
- Openers and Handlers
- Basic Authentication
- Proxies
- Sockets and Layers
- 脚注
- Argparse 教程
- 概念
- 基础
- 位置参数介绍
- Introducing Optional arguments
- Combining Positional and Optional arguments
- Getting a little more advanced
- Conclusion
- ipaddress模块介绍
- 创建 Address/Network/Interface 对象
- 审查 Address/Network/Interface 对象
- Network 作为 Address 列表
- 比较
- 将IP地址与其他模块一起使用
- 实例创建失败时获取更多详细信息
- Argument Clinic How-To
- The Goals Of Argument Clinic
- Basic Concepts And Usage
- Converting Your First Function
- Advanced Topics
- 使用 DTrace 和 SystemTap 检测CPython
- Enabling the static markers
- Static DTrace probes
- Static SystemTap markers
- Available static markers
- SystemTap Tapsets
- 示例
- Python 常见问题
- Python常见问题
- 一般信息
- 现实世界中的 Python
- 编程常见问题
- 一般问题
- 核心语言
- 数字和字符串
- 性能
- 序列(元组/列表)
- 对象
- 模块
- 设计和历史常见问题
- 为什么Python使用缩进来分组语句?
- 为什么简单的算术运算得到奇怪的结果?
- 为什么浮点计算不准确?
- 为什么Python字符串是不可变的?
- 为什么必须在方法定义和调用中显式使用“self”?
- 为什么不能在表达式中赋值?
- 为什么Python对某些功能(例如list.index())使用方法来实现,而其他功能(例如len(List))使用函数实现?
- 为什么 join()是一个字符串方法而不是列表或元组方法?
- 异常有多快?
- 为什么Python中没有switch或case语句?
- 难道不能在解释器中模拟线程,而非得依赖特定于操作系统的线程实现吗?
- 为什么lambda表达式不能包含语句?
- 可以将Python编译为机器代码,C或其他语言吗?
- Python如何管理内存?
- 为什么CPython不使用更传统的垃圾回收方案?
- CPython退出时为什么不释放所有内存?
- 为什么有单独的元组和列表数据类型?
- 列表是如何在CPython中实现的?
- 字典是如何在CPython中实现的?
- 为什么字典key必须是不可变的?
- 为什么 list.sort() 没有返回排序列表?
- 如何在Python中指定和实施接口规范?
- 为什么没有goto?
- 为什么原始字符串(r-strings)不能以反斜杠结尾?
- 为什么Python没有属性赋值的“with”语句?
- 为什么 if/while/def/class语句需要冒号?
- 为什么Python在列表和元组的末尾允许使用逗号?
- 代码库和插件 FAQ
- 通用的代码库问题
- 通用任务
- 线程相关
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