Python常用内置函数详解

发布时间: 2025-03-29 10:06

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# Python常用内置函数详解

本文将详细介绍Python中常用的内置函数,帮助你更好地理解和使用这些强大的工具。

## 数值运算函数

### abs() - 绝对值
```python
print(abs(-5))      # 5
print(abs(-3.14))   # 3.14
```

### round() - 四舍五入
```python
print(round(3.14159, 2))  # 3.14
print(round(3.5))         # 4
print(round(2.5))         # 2
```

### max()和min() - 最大值和最小值
```python
print(max(1, 2, 3, 4))    # 4
print(min([1, 2, 3, 4]))  # 1

# 使用key参数
numbers = [-4, -2, 1, 3]
print(max(numbers, key=abs))  # -4
```

### sum() - 求和
```python
print(sum([1, 2, 3, 4]))     # 10
print(sum([1, 2, 3], 10))     # 16 (10是初始值)
```

## 序列操作函数

### len() - 获取长度
```python
print(len("Hello"))         # 5
print(len([1, 2, 3]))      # 3
print(len({"a": 1, "b": 2})) # 2
```

### sorted() - 排序
```python
# 基本排序
print(sorted([3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3]))  
# [1, 1, 2, 3, 3, 4, 5, 5, 6, 9]

# 自定义排序
words = ['banana', 'pie', 'Washington', 'book']
print(sorted(words, key=len))  # 按长度排序
# ['pie', 'book', 'banana', 'Washington']

# 降序排序
print(sorted([1, 2, 3, 4, 5], reverse=True))  
# [5, 4, 3, 2, 1]
```

### enumerate() - 枚举
```python
fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']
for i, fruit in enumerate(fruits):
    print(f"{i}: {fruit}")
# 0: apple
# 1: banana
# 2: cherry

# 指定起始索引
for i, fruit in enumerate(fruits, 1):
    print(f"{i}: {fruit}")
# 1: apple
# 2: banana
# 3: cherry
```

### zip() - 打包
```python
names = ['Alice', 'Bob', 'Charlie']
ages = [24, 50, 18]
for name, age in zip(names, ages):
    print(f"{name} is {age} years old")
# Alice is 24 years old
# Bob is 50 years old
# Charlie is 18 years old

# 创建字典
dict(zip(names, ages))  
# {'Alice': 24, 'Bob': 50, 'Charlie': 18}
```

## 类型转换函数

### int(), float(), str()
```python
# 字符串转整数
print(int("123"))      # 123
print(int("1010", 2))  # 10 (二进制转换)

# 浮点数转换
print(float("3.14"))   # 3.14
print(float("1e-3"))   # 0.001

# 转字符串
print(str(123))        # "123"
print(str([1, 2, 3]))  # "[1, 2, 3]"
```

### list(), tuple(), set(), dict()
```python
# 转换为列表
print(list("Hello"))     # ['H', 'e', 'l', 'l', 'o']
print(list((1, 2, 3)))   # [1, 2, 3]

# 转换为元组
print(tuple([1, 2, 3]))  # (1, 2, 3)

# 转换为集合
print(set([1, 2, 2, 3])) # {1, 2, 3}

# 转换为字典
pairs = [["a", 1], ["b", 2]]
print(dict(pairs))       # {"a": 1, "b": 2}
```

## 输入输出函数

### print() - 打印
```python
# 基本打印
print("Hello", "World")  # Hello World

# 指定分隔符
print("Hello", "World", sep="-")  # Hello-World

# 指定结束符
print("Hello", end="!\n")  # Hello!

# 格式化打印
name = "Alice"
age = 25
print(f"{name} is {age} years old")  # Alice is 25 years old
```

### input() - 输入
```python
# 基本输入
name = input("Enter your name: ")
print(f"Hello, {name}!")

# 数值输入
age = int(input("Enter your age: "))
print(f"Next year you will be {age + 1}")
```

## 其他常用函数

### range() - 范围生成
```python
# 基本用法
for i in range(5):
    print(i)  # 0, 1, 2, 3, 4

# 指定起始值和结束值
for i in range(2, 5):
    print(i)  # 2, 3, 4

# 指定步长
for i in range(0, 10, 2):
    print(i)  # 0, 2, 4, 6, 8
```

### isinstance() - 类型检查
```python
x = 5
print(isinstance(x, int))      # True
print(isinstance(x, (int, float)))  # True

y = [1, 2, 3]
print(isinstance(y, list))     # True
```

### dir() - 查看属性和方法
```python
# 查看字符串的所有方法
print(dir("hello"))

# 查看模块的所有属性
import math
print(dir(math))
```

### help() - 查看帮助文档
```python
# 查看函数帮助
help(print)

# 查看模块帮助
import random
help(random)
```

### map() - 映射函数
```python
# 将列表中的每个元素都平方
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
squared = list(map(lambda x: x**2, numbers))
print(squared)  # [1, 4, 9, 16, 25]

# 将两个列表对应元素相加
list1 = [1, 2, 3]
list2 = [10, 20, 30]
sum_lists = list(map(lambda x, y: x + y, list1, list2))
print(sum_lists)  # [11, 22, 33]
```

### filter() - 过滤函数
```python
# 过滤出偶数
numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
even_numbers = list(filter(lambda x: x % 2 == 0, numbers))
print(even_numbers)  # [2, 4, 6, 8, 10]

# 过滤出非空字符串
strings = ['', 'hello', '', 'world', ' ']
non_empty = list(filter(None, strings))
print(non_empty)  # ['hello', 'world', ' ']
```

### any()和all() - 逻辑判断
```python
# any() - 只要有一个元素为True就返回True
print(any([True, False, False]))  # True
print(any([]))  # False
print(any([num > 5 for num in [1, 3, 7, 4]]))  # True

# all() - 所有元素为True才返回True
print(all([True, True, True]))  # True
print(all([True, False, True]))  # False
print(all([num < 10 for num in [1, 3, 7, 4]]))  # True
```

### pow() - 幂运算
```python
# 基本用法
print(pow(2, 3))      # 8 (2³)
print(pow(2, -3))     # 0.125 (1/2³)

# 带模运算的幂
print(pow(2, 3, 5))   # 3 (2³ % 5)
```

### divmod() - 同时获取商和余数
```python
# 返回一个包含商和余数的元组
print(divmod(7, 3))    # (2, 1) - 7除以3商2余1
print(divmod(8, 4))    # (2, 0) - 8除以4商2余0

# 在金融计算中很有用
minutes, seconds = divmod(150, 60)
print(f"{minutes}分{seconds}秒")  # 2分30秒
```

### hash() - 获取对象的哈希值
```python
# 获取不可变对象的哈希值
print(hash('hello'))     # 某个整数
print(hash((1, 2, 3)))   # 某个整数

# 可变对象不能哈希
# print(hash([1, 2, 3]))  # TypeError: unhashable type: 'list'
```

### chr()和ord() - 字符和ASCII码转换
```python
# 数字转字符
print(chr(65))   # 'A'
print(chr(97))   # 'a'

# 字符转ASCII码
print(ord('A'))   # 65
print(ord('a'))   # 97
```

### bin(), hex(), oct() - 进制转换
```python
# 转二进制
print(bin(42))    # '0b101010'

# 转十六进制
print(hex(42))    # '0x2a'

# 转八进制
print(oct(42))    # '0o52'

# 去掉前缀
print(bin(42)[2:])  # '101010'
```

### vars(), globals(), locals() - 命名空间
```python
# 查看对象的属性字典
class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

p = Person('Alice', 25)
print(vars(p))  # {'name': 'Alice', 'age': 25}

# 查看全局命名空间
print(globals())  # 返回全局变量字典

# 查看局部命名空间
def test_func():
    x = 1
    print(locals())  # 返回局部变量字典
```

### id() - 获取对象的唯一标识符
```python
# 不同对象的id不同
x = [1, 2, 3]
y = [1, 2, 3]
print(id(x))  # 某个整数
print(id(y))  # 不同的整数

# 相同对象的id相同
z = x
print(id(x) == id(z))  # True
```

### callable() - 检查对象是否可调用
```python
# 函数是可调用的
def greet():
    print("Hello")
print(callable(greet))  # True

# 普通对象不可调用
x = 42
print(callable(x))  # False

# 实现__call__方法的类实例是可调用的
class Counter:
    def __call__(self):
        return 42

c = Counter()
print(callable(c))  # True
```
help(random.randint)
```

## 实际应用示例

### 1. 数据处理
```python
# 处理学生成绩数据
scores = [85, 92, 78, 65, 90, 88]

# 计算统计信息
print(f"学生人数: {len(scores)}")
print(f"最高分: {max(scores)}")
print(f"最低分: {min(scores)}")
print(f"平均分: {sum(scores) / len(scores):.2f}")

# 成绩排序
sorted_scores = sorted(scores, reverse=True)
print(f"成绩排名: {sorted_scores}")
```

### 2. 文件处理
```python
# 读取文件并处理数据
with open('data.txt', 'r') as f:
    lines = f.readlines()

# 处理每行数据
for i, line in enumerate(lines, 1):
    # 去除空白字符并转换为整数
    number = int(line.strip())
    print(f"Line {i}: {number}")
```

### 3. 数据转换
```python
# CSV数据处理
csv_data = """name,age,city
Alice,25,New York
Bob,30,London
Charlie,35,Paris"""

# 将CSV转换为结构化数据
lines = csv_data.split('\n')
headers = lines[0].split(',')
data = []

for line in lines[1:]:
    values = line.split(',')
    data.append(dict(zip(headers, values)))

print(data)
```

### 4. 用户输入验证
```python
def get_valid_age():
    while True:
        try:
            age = int(input("请输入年龄: "))
            if not isinstance(age, int):
                raise ValueError("年龄必须是整数")
            if age < 0 or age > 150:
                raise ValueError("年龄必须在0-150之间")
            return age
        except ValueError as e:
            print(f"输入错误: {e}")

age = get_valid_age()
print(f"您的年龄是: {age}")
```

## 最佳实践

1. **类型转换安全性**
```python
# 不好的做法
user_input = input("Enter a number: ")
number = int(user_input)  # 可能引发异常

# 好的做法
try:
    number = int(user_input)
except ValueError:
    print("请输入有效的数字")
```

2. **使用enumerate替代手动计数**
```python
# 不好的做法
index = 0
for item in items:
    print(f"{index}: {item}")
    index += 1

# 好的做法
for index, item in enumerate(items):
    print(f"{index}: {item}")
```

3. **合理使用zip**
```python
# 不好的做法
for i in range(len(names)):
    print(f"{names[i]}: {scores[i]}")

# 好的做法
for name, score in zip(names, scores):
    print(f"{name}: {score}")
```

4. **使用列表推导式替代map和filter**
```python
# 不好的做法
numbers = list(map(int, ["1", "2", "3"]))
even = list(filter(lambda x: x % 2 == 0, numbers))

# 好的做法
numbers = [int(x) for x in ["1", "2", "3"]]
even = [x for x in numbers if x % 2 == 0]
```

通过本文的学习,你应该已经掌握了Python中常用内置函数的使用方法。这些函数是Python编程中的基础工具,灵活运用它们可以让你的代码更加简洁高效。继续练习和探索这些函数,你会发现它们在实际编程中的强大作用！

元素码农