Python 库使用全攻略：从标准库到第三方库（附实战案例）

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文章目录

前言：
[一. Python 库的分类：标准库 vs 第三方库](#一. Python 库的分类：标准库 vs 第三方库)
- [1.1 标准库：Python 自带的 "工具箱"](#1.1 标准库：Python 自带的 "工具箱")
- [1.2 第三方库：社区贡献的 "扩展插件"](#1.2 第三方库：社区贡献的 "扩展插件")
[二. 标准库实战：基础功能快速实现](#二. 标准库实战：基础功能快速实现)
- [2.1 datetime 模块：时间日期处理](#2.1 datetime 模块：时间日期处理)
- [2.2 字符串内置方法：文本处理高频场景](#2.2 字符串内置方法：文本处理高频场景)
- [2.3 os 模块：文件目录操作](#2.3 os 模块：文件目录操作)
[三. 第三方库实战：复杂功能快速落地](#三. 第三方库实战：复杂功能快速落地)
- [3.1 第三方库安装基础：pip 工具使用](#3.1 第三方库安装基础：pip 工具使用)
- [3.2 实战案例1：qrcode 库生成二维码](#3.2 实战案例1：qrcode 库生成二维码)
- [3.3 实战案例2：xlrd 库操作 Excel](#3.3 实战案例2：xlrd 库操作 Excel)
- [3.4 实战案例3：pynput + playsound 实战 "程序猿鼓励师"](#3.4 实战案例3：pynput + playsound 实战 "程序猿鼓励师")
结尾：

前言：

Python 的强大之处不仅在于简洁易读的语法，更在于其庞大而完善的生态 ------ 丰富的标准库和第三方库让开发者无需重复造轮子，能快速实现复杂功能。正如荀子所言 "君子性非异也，善假于物也"，熟练运用各类库是 Python 开发者提升效率的核心技能。本文从标准库的基础使用、第三方库的安装与实战，到实用场景案例（字符串处理、文件查找、二维码生成等），层层递进帮你吃透 Python 库的使用逻辑，从 "会用" 升级到 "活用"。

一. Python 库的分类：标准库 vs 第三方库

Python 的库主要分为两大类，各自承担不同角色，覆盖从基础功能到复杂场景的需求：

1.1 标准库：Python 自带的 "工具箱"

特点：Python 安装后默认自带，无需额外的安装，开箱即用；
核心覆盖场景：文本处理，时间日期，数学计算，文件目录，操作系统交互，网络编程等；
优势：稳定性高，与 Python 版本兼容性强，是开发的 "基础保障"；
使用方式：直接通过 import 导入模块（模版本质是 .py 文件）
获取渠道 ：https://docs.python.org/3.10/library/index.html

1.2 第三方库：社区贡献的 "扩展插件"

特点：由全球开发者贡献，需通过包管理器安装后使用；
核心覆盖场景：二维码生成，Excel操作，音频操作，键盘监听等细分需求；
优势：针对性强，功能丰富，能快速实现标准库未覆盖的复杂功能；
获取渠道 ：通过 PYPI （Python官方第三库仓库，https://pypi.org/）查找，用 pip 安装。

两者对比表：

类型	安装方式	稳定性	维护方	适用场景	示例
标准库	Python 自带，无需安装	极高	Python 官方团队	基础功能、通用场景	`os`、`datetime`、`json`、`random`
第三方库	`pip install 库名`	不一（取决于项目）	开源社区/公司	细分场景、复杂功能	`requests`、`numpy`、`pandas`、`pynput`
内置函数/类型	Python 自带，无需安装	最高	Python 官方	最基础的数据操作	`len()`、`str`、`list`、`dict`
企业/私有库	私有 pip 源或手动安装	取决于企业	企业内部团队	公司内部项目、商业软件	内部工具库、商业 SDK

二. 标准库实战：基础功能快速实现

标准库是 Python的 "基本库"，下面结合高频场景，讲解核心模块的使用方法：

2.1 datetime 模块：时间日期处理

无需手动计算，快速实现日期差值，日期格式化等功能，适用于纪念日计算，日志记录等场景。

python 复制代码

# import  datetime
# from datetime import datetime
import datetime as dt
# 先构造 datetime 变量

# 1. 构造指定日期
date1 = dt.datetime(year = 2025 , month = 12, day = 9)
date2 = dt.datetime(year = 2024, month = 11, day = 19)
date3 = dt.datetime.now() # 当前日期时间

# 2. 计算日期差值
print(date2 - date1)
print(date1 - date2)

2.2 字符串内置方法：文本处理高频场景

字符串是 Python 内置类型，其自带的方法可覆盖大部分文本处理需求，无需导入额外模块：

案例1：翻转单词顺序（LeetCode 剑指 Offer 58）

LCR 181. 字符串中的单词反转 - 力扣（LeetCode）

python 复制代码

# 逆转字符
def reverseWords(s):
    tokens = s.split()
    tokens.reverse()
    return ' '.join(tokens)
print(reverseWords('I am a student.'))

案例 2：判断旋转字符串（LeetCode 796）

796. 旋转字符串 - 力扣（LeetCode）

python 复制代码

# 逆转字符
def rotateString(s,goal):
    if len(s) != len(goal):
        return False
    return goal in (s + s)

print(rotateString('abcde','cdeab'))
print(rotateString('abcde','edcba'))

案例3：统计前缀2字符串数目（LeetCode 2255）

2255. 统计是给定字符串前缀的字符串数目 - 力扣（LeetCode）

python 复制代码

def countPrefixes(words: list, s: str) :
    count = 0
    for word in words:
        if s.startswith(word):
            # s 是以 word 开头
            count += 1
    return count

print(countPrefixes(['a', 'b', 'c', 'ab', 'bc', 'abc'], 'abc'))
print(countPrefixes(['a', 'a'], 'aa'))

2.3 os 模块：文件目录操作

os 模块提供与操作系统交互的功能，尤其是 os.walk 可实现目录递归变量，适用于文件处理，批量处理等场景。

案例：文件查找工具（按关键词搜索文件）

python 复制代码

# 输入要查找的路径,输入要搜索的文件名(一部分)
# 自动的在指定的路径中进行查找
import os

inputPath = input('请输入要搜索的路径:')
pattern  = input('请输入你要搜索的关键词:')

for dirpath, _ , filenames in os.walk(inputPath):
    for f in filenames:
        if pattern in f:
            print(f'{dirpath}/{f}')

三. 第三方库实战：复杂功能快速落地

第三方那库需通过 pip 安装，下面结合实际案例，讲解高频第三方库的安装与使用，覆盖实际开发常见场景：

3.1 第三方库安装基础：pip 工具使用

pip 是 Python 内置的包管理器，类似于手机的 "应用商店" ，可快速安装 PyPI 上的第三方库：

核心命令：

python 复制代码

# 安装指定库
pip install 库名

# 安装指定版本（解决兼容性问题）
pip install 库名==版本号

# 卸载库
pip uninstall 库名

# 查看已安装的库
pip list

# 搜索库（查看是否存在）
pip search 库名

注意事项：

安装时需保证网络畅通(从 PyPI 下载)；
若提示 "pip 不是内部命令"，需将 Python 安装目录下的 Scripts 文件夹添加到系统环境变量；
PyCharm 中安装后若提示 "找不到模块"，需检查 Settings -> Project -> Python Interpreter 是否选择正确的解释器

3.2 实战案例1：qrcode 库生成二维码

快速实现文本，URL的二维码生成，适用于信息分享，链接跳转等场景。

步骤1：安装库

bash 复制代码

# 安装qrcode，[pil]表示安装图片处理依赖
pip install qrcode[pil]

步骤2：编写代码

python 复制代码

import qrcode

img = qrcode.make('https://blog.csdn.net/2503_91389547?type=blog')
img.save('csdn.png')

效果：运行后生成 csdn.png ，用微信扫码可跳转至 CSDN 主页。

3.3 实战案例2：xlrd 库操作 Excel

读取 Excel 文件数据，适用于数据统计，报表分析等场景（示例计算指定班级平均分）

步骤1：安装库

bash 复制代码

# 指定版本1.2.0（最新版不支持xlsx格式）
pip install xlrd==1.2.0

步骤2：编写代码（读取 Excel 并计算平均分）

假设 Excel 文件 test.xlsx 内容如下：

python 复制代码

# 操作 excel

import xlrd

# 1. 先打开 xlsx 文件
xlsx = xlrd.open_workbook('D:/Python环境/test.xlsx')
# 2. 获取到指定的标签页
sheet = xlsx.sheet_by_index(0)
# 3. 获取到表格中有多少行
nrows = sheet.nrows
# 4. 进行循环统计操作
total = 0
count  = 0
for i in range(1, nrows):
    # 拿到当前同学的班级 id
    classID = sheet.cell_value(i, 1)
    if classID == 100:
        total += sheet.cell_value(i, 2)
        count += 1

print(f'平均分:{total / count}')

3.4 实战案例3：pynput + playsound 实战 "程序猿鼓励师"

监听键盘按键，每按 10 次自动播放音频鼓励自己，适用于长时间编程场景。

步骤1：安装依赖库

python 复制代码

# 安装键盘监听库（指定版本避免兼容性问题）
pip install pynput==1.6.8
# 安装音频播放库
pip install playsound==1.2.2

步骤2：编写代码（多线程避免卡顿）

python 复制代码

from pynput import keyboard
from playsound import playsound
from threading import Thread  # 多线程避免播放音频卡顿

count = 0  # 按键计数

def on_release(key):
    """按键释放时触发的回调函数"""
    global count
    count += 1
    print(f"已按键{count}次")
    # 每10次播放一次鼓励音频（ding.mp3需与代码同级目录）
    if count % 10 == 0:
        # 用多线程播放音频，避免阻塞键盘监听
        t = Thread(target=playsound, args=("ding.mp3",))
        t.start()

# 启动键盘监听
listener = keyboard.Listener(on_release=on_release)
listener.start()
listener.join()  # 保持程序运行

效果：运行后每按 10 次键盘，自动播放音频，不影响后续按键操作。

结尾：

html 复制代码

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结语：Python 库的使用是开发者效率提升的关键，标准库筑牢基础，第三方库拓展边界。本文覆盖的场景只是冰山一角，Python 生态中还有更多优秀库（如requests用于网络请求、numpy用于数据分析）等待探索。记住 "无需死记硬背，按需查找学习" 的原则：遇到需求先思考是否有现成库，通过搜索引擎或 PyPI 找到合适的库，再结合文档和案例快速上手。

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