什麼是 Python 標準函式庫？

系列 01 – 為初學者準備的 Python “基本武器”指南

Python 工具箱探索圖像

Python 之所以受到全球喜愛，部分原因在於它的 「Batteries Included（電池已內建）」 哲學。這意味著你不需要額外安裝任何東西，就能直接使用一套功能強大的工具箱——也就是 標準函式庫。透過本系列，我們將深入探討 Python 的核心功能。

1. 為什麼要了解「標準函式庫」？

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開發者的時間極為寶貴。熟練掌握標準函式庫能帶來以下好處：

  • 最大化生產力：使用經過驗證的程式碼，無需重新發明輪子。
  • 可靠與穩定：由數萬名開發者與 CPython 核心團隊共同驗證，安全性與效能已最佳化。
  • 可攜性：與外部套件（PyPI）不同，標準函式庫不需要額外安裝，任何 Python 環境都能即時執行。

2. 「內建函式」 vs 「標準函式庫」的明確區分

這是初學者常混淆的概念。兩者的關鍵差異在於 「呼叫方式」。

分類 定義 使用方式 代表範例
內建函式 (Built-in) 內嵌於解譯器的功能 無需宣告即可直接使用 print()、len()、dict()
標準函式庫 為特定目的而設計的模組集合 必須使用 import 語句 math、sys、random

小技巧：print() 可以直接使用，而計算平方根的 sqrt() 必須先執行 import math。這就是函式庫與內建函式最大的區別。

3. 初學者必備的使用技巧

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僅知道模組名稱還不夠，了解如何使用才是關鍵。

  1. 命名慣例 (as)：若模組名稱過長或可能衝突，使用別名，例如 import pandas as pd。
  2. 利用說明文件：在終端或編輯器中輸入 help(模組名)，即可即時查看官方摘要。
  3. 搜尋習慣化：Python 官方文件 是最準確的參考。將「Module Index」頁面加入書籤。

4. 後續將探討的核心模組路線圖

以下模組是初學者在實務中能立即運用，並能夠鞏固 Python 基礎的關鍵模組。

類別 核心模組 主要用途
檔案與路徑 os、pathlib 建立資料夾、合併檔案路徑、管理系統環境變數
資料型別擴充 collections、re 使用彈性資料結構（如 Counter）與正規表達式
時間與隨機 datetime、random 日期/時間運算、隨機數產生與資料隨機化
資料儲存與序列化 json、pickle、csv 讀取外部資料、將 Python 物件本身存檔（Pickle）與載入
網路存取 urllib、webbrowser URL 資料請求與基本瀏覽器控制
數值與統計 math、statistics 複雜數學公式計算與基礎統計數據產生
執行環境與紀錄 sys、logging 傳遞系統參數（CLI）與程式執行過程的日誌紀錄

5. 總結

標準函式庫展示了 Python 語言的真正力量。若你在思考「是否需要自行實作此功能？」，大多數情況下，標準函式庫已經提供了解決方案。

下一篇文章將聚焦於所有程式的基礎——os 與 pathlib。我們將學習如何用簡潔的程式碼優雅地處理檔案與目錄。

想了解更多特定模組？請在評論中留言，我們將根據需求調整系列內容！