标准库亮点

相关源文件

• Doc/data/stable_abi.dat
• Doc/library/glob.rst
• Doc/library/os.rst
• Doc/library/pathlib.rst
• Doc/library/shutil.rst
• Doc/whatsnew/3.13.rst
• Doc/whatsnew/3.14.rst
• Include/Python.h
• Include/object.h
• Lib/glob.py
• Lib/os.py
• Lib/pathlib/__init__.py
• Lib/pathlib/_os.py
• Lib/pathlib/types.py
• Lib/shutil.py
• Lib/test/support/os_helper.py
• Lib/test/test_glob.py
• Lib/test/test_os.py
• Lib/test/test_pathlib/test_pathlib.py
• Lib/test/test_posix.py
• Lib/test/test_pty.py
• Lib/test/test_shutil.py
• Lib/test/test_stable_abi_ctypes.py
• Misc/stable_abi.toml
• Modules/clinic/posixmodule.c.h
• Modules/posixmodule.c
• PC/python3dll.c

本文档概述了 Python 标准库的关键模块、近期更新和重要功能。它作为标准库重要组件的指南，侧重于常用模块和近期 Python 版本中的显著变化。

有关使用 C API 通过 C 代码扩展 Python 的信息，请参阅 扩展开发与 C API。有关 Python 运行时核心的信息，请参阅 运行时核心。

标准库架构

Python 标准库被组织成逻辑类别，以满足不同的编程需求。

来源：Doc/whatsnew/3.13.rst59-186 Doc/library/pathlib.rst1-32 Doc/library/os.rst1-16 Doc/library/shutil.rst1-21

文件系统模块生态系统

文件系统操作由几个相关模块处理，这些模块提供不同级别的抽象。

来源：Lib/pathlib/__init__.py1-47 Lib/glob.py1-33 Lib/shutil.py1-67 Lib/os.py1-7

pathlib - 面向对象的路径操作

pathlib 模块提供了一种直观、面向对象的文件系统路径操作方法，使路径操作更具可读性。

主要类

类	目的	主要功能
PurePath	纯路径操作的基类	路径连接、名称/后缀访问
路径	带 I/O 操作的具体路径	文件读/写、存在性检查
PurePosixPath	具有 POSIX 语义的纯路径	POSIX 特定路径处理
PureWindowsPath	具有 Windows 语义的纯路径	Windows 特定路径处理

示例模式

来源：Doc/library/pathlib.rst108-306 Lib/pathlib/__init__.py78-163 Lib/test/test_pathlib/test_pathlib.py87-116

os 和 os.path - 操作系统接口

os 模块提供了与操作系统功能（包括文件操作、进程管理和环境变量）的可移植接口。

主要功能

• 文件描述符操作（open()、read()、write()）
• 目录操作（mkdir()、rmdir()、listdir()）
• 进程管理（fork()、exec*()、system()）
• 通过 os.path 子模块进行路径操作

os 模块是许多更高级模块（如 pathlib 和 shutil）的基础。

来源：Doc/library/os.rst17-78 Modules/posixmodule.c593-615 Lib/test/test_os.py1-110

glob - 文件名模式匹配

glob 模块使用 shell 风格的通配符查找匹配指定模式的路径名。

最近的改进包括更好地处理隐藏文件和增强的递归模式匹配。

来源：Lib/glob.py16-54 Doc/library/pathlib.rst521-585 Lib/test/test_glob.py14-26

shutil - 高级文件操作

shutil 模块提供了基于 os 模块的高级文件操作。

功能	目的
copyfile()	将一个文件的内容复制到另一个文件。
copy()	复制文件时保留权限位。
copy2()	复制文件时保留所有元数据。
copytree()	递归复制目录树。
rmtree()	递归删除目录树。
make_archive()	创建归档文件（zip、tar 等）。

该模块还提供了磁盘使用信息和文件查找实用程序。

来源：Lib/shutil.py58-77 Doc/library/shutil.rst23-38 Lib/test/test_shutil.py18-79

最新添加和更新

Python 3.13 添加内容

Python 3.13 引入了多项重要的标准库改进。

• 新模块:

  • dbm.sqlite3：dbm 模块的新 SQLite 后端，现为默认。

• 重大增强:

  • base64：添加了用于 Z85 数据编码的 z85encode() 和 z85decode() 函数。
  • copy：添加了 copy.replace() 函数，用于创建对象的修改副本。
  • argparse：添加了对命令行选项弃用的支持。
  • os：添加了用于处理 Linux 定时器通知文件描述符的函数。
  • fractions：为 Fraction 对象添加了格式化增强。
  • asyncio：增强了 TaskGroup 的行为，并添加了队列关闭功能。

• 已移除模块 (PEP 594)

  • 遗留模块：aifc、audioop、cgi、cgitb、chunk、crypt、imghdr 等。
  • 2to3 工具和 lib2to3 模块。
  • tkinter.tix 模块（自 Python 3.6 起弃用）。

来源：Doc/whatsnew/3.13.rst127-193 Doc/whatsnew/3.13.rst682-796 Doc/whatsnew/3.13.rst180-193

Python 3.14 添加内容

Python 3.14 添加了

• 新模块:

  • annotationlib：用于内省注解 (PEP 649)

• 重大增强:

  • PEP 649：注解的延迟求值
  • PEP 741: Python 配置 C API
  • PEP 768: 安全的外部调试器接口
  • concurrent.futures：添加了 InterpreterPoolExecutor
  • ctypes：改进了位域支持和复杂类型处理
  • datetime：添加了 time.strptime() 和 date.strptime() 方法

• 更改的行为:

  • 在 macOS 和 Windows 以外的平台上，multiprocessing 的默认启动方法从 *fork* 更改为 *forkserver*。

来源： Doc/whatsnew/3.14.rst58-117 Doc/whatsnew/3.14.rst179-201 Doc/whatsnew/3.14.rst487-526

网络和并发

标准库的网络和并发功能持续发展。

asyncio - 异步 I/O

近期的主要改进

• 改进了 TaskGroup 在嵌套取消时的行为（Python 3.13）
• 添加了 Queue.shutdown() 和 QueueShutDown 异常（Python 3.13）
• as_completed() 现在返回原始任务对象（Python 3.13）
• 改进了并发异常处理

来源： Doc/whatsnew/3.13.rst672-731 Doc/whatsnew/3.14.rst547-579

http - HTTP 协议实现

近期改进

• http.server 现在支持使用 HTTPSServer 通过 HTTPS 提供服务（Python 3.14）
• 由 http.server 生成的目录列表现在支持暗黑模式（Python 3.14）
• 为 TLS 配置添加了命令行界面选项

来源： Doc/whatsnew/3.14.rst748-764

实际应用的标准库

常见模式和最佳实践

文件处理对比

任务	传统方法	现代方法
读取文本文件	open('file.txt').read()	Path('file.txt').read_text()
写入文本文件	open('file.txt', 'w').write(data)	Path('file.txt').write_text(data)
文件存在检查	os.path.exists('file.txt')	Path('file.txt').exists()
创建目录	os.makedirs('dir/subdir', exist_ok=True)	Path('dir/subdir').mkdir(parents=True, exist_ok=True)
列出文件	os.listdir('directory')	list(Path('directory').iterdir())
按模式查找文件	glob.glob('dir/*.txt')	list(Path('dir').glob('*.txt'))

标准库的稳定性和兼容性

Python 标准库遵循以下原则：

1. 向后兼容：尽可能保持兼容性。
2. 弃用周期：功能在移除前会经历一个弃用期。
3. 平台支持：扩展对 iOS 和 Android 等平台的支持（Python 3.13 中均添加为第三级支持平台）。

来源： Doc/whatsnew/3.13.rst472-488 Misc/stable_abi.toml1-56 Doc/data/stable_abi.dat1-30

专业功能

类型注解和提示

Python 3.13 和 3.14 包含对类型系统的多项改进。

• 类型参数现在支持默认值（PEP 696，Python 3.13）
• typing.ReadOnly 可以将 TypedDict 中的项标记为只读（PEP 705，Python 3.13）
• typing.TypeIs 提供了改进的类型缩小（PEP 742，Python 3.13）
• 注解的延迟求值（PEP 649，Python 3.14）

来源： Doc/whatsnew/3.13.rst160-170 Doc/whatsnew/3.14.rst179-201

性能优化

近期的 Python 版本在标准库中包含多项优化。

• 提高了 shutil 中文件复制操作的性能。
• 增强了 pathlib 路径操作的性能。
• 在 re 模块中更有效地处理正则表达式。

来源： Lib/shutil.py90-157 Include/object.h58-100

结论

Python 标准库持续发展，在尽可能保持稳定性和向后兼容性的同时增加了新功能。对现代方法（如面向对象的路径处理）和传统接口的关注，确保了 Python 保持通用性，并对所有开发者都易于使用。

对于每个 Python 版本，标准库都会整合社区反馈，并适应新兴需求和最佳实践，使其成为所有经验水平的 Python 程序员的重要资源。

来源： PC/python3dll.c1-40 Doc/whatsnew/3.13.rst48-91