Python（32）Python内置函数全解析：30个核心函数的语法、案例与最佳实践

引言

Python内置函数是语言核心功能的直接体现，掌握它们能显著提升代码效率和可读性。本文系统梳理30个最常用的内置函数，涵盖数据类型操作、函数式编程、输入输出、元编程等核心领域。每个函数均包含语法解析、参数说明、典型案例及注意事项，助力开发者写出更Pythonic的代码。

基础数据类型操作

1. len()

语法：len(iterable)
功能：返回对象长度或元素个数
案例：

# 字符串长度
print(len("Hello World"))  # 11# 列表元素个数
data = [1, 2, [3, 4]]
print(len(data))           # 3# 字典键值对数量
stats = {"a": 1, "b": 2}
print(len(stats))          # 2

2. range()

语法：range(start, stop[, step])
功能：生成整数序列
案例：

# 生成0-4序列
for i in range(5):print(i)  # 0,1,2,3,4# 步长为2
even_numbers = list(range(0, 10, 2))  # [0,2,4,6,8]

3. enumerate()

语法：enumerate(iterable, start=0)
功能：同时获取索引和值
案例：

fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
for index, value in enumerate(fruits, 1):print(f"{index}: {value}")
# 1: apple
# 2: banana
# 3: cherry

4. zip()

语法：zip(*iterables)
功能：合并多个可迭代对象
案例：

names = ["Alice", "Bob"]
ages = [25, 30]
for name, age in zip(names, ages):print(f"{name} is {age} years old")
# Alice is 25 years old
# Bob is 30 years old

5. sorted()

语法：sorted(iterable, key=None, reverse=False)
功能：返回排序后的新列表
案例：

# 按字符串长度排序
words = ["apple", "banana", "cherry"]
sorted_words = sorted(words, key=len)
print(sorted_words)  # ['apple', 'cherry', 'banana']

函数式编程工具

6. map()

语法：map(function, iterable)
功能：对可迭代对象每个元素应用函数
案例：

# 平方计算
numbers = [1, 2, 3, 4]
squares = list(map(lambda x: x**2, numbers))
print(squares)  # [1, 4, 9, 16]

7. filter()

语法：filter(function, iterable)
功能：筛选符合条件的元素
案例：

# 过滤偶数
numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
evens = list(filter(lambda x: x % 2 == 0, numbers))
print(evens)  # [2, 4, 6]

8. reduce()

语法：reduce(function, iterable[, initializer])
功能：对可迭代对象中的元素进行累积计算
案例：

from functools import reduce# 计算乘积
numbers = [1, 2, 3, 4]
product = reduce(lambda x, y: x * y, numbers)
print(product)  # 24

9. any()

语法：any(iterable)
功能：检查是否至少有一个元素为真
案例：

# 检测用户权限
permissions = ["read", "write"]
if any(perm in permissions for perm in ["delete", "execute"]):print("Has required permission")
else:print("Permission denied")  # 输出

10. all()

语法：all(iterable)
功能：检查是否所有元素都为真
案例：

# 验证表单数据
form_data = {"username": "alice","email": "alice@example.com","age": "25"
}
if all(form_data.values()):print("Form is valid")
else:print("Missing fields")

输入输出与文件操作

11. open()

语法：open(file, mode='r', encoding=None)
功能：文件操作
案例：

# 写入文件
with open("data.txt", "w", encoding="utf-8") as f:f.write("Hello, World!")# 读取文件
with open("data.txt", "r", encoding="utf-8") as f:content = f.read()print(content)  # Hello, World!

12. print()

语法：print(*objects, sep=' ', end='\n', file=sys.stdout)
功能：输出内容到控制台
案例：

# 格式化输出
name = "Alice"
age = 25
print(f"Name: {name}, Age: {age}")  # Name: Alice, Age: 25# 重定向输出到文件
with open("output.txt", "w") as f:print("This will be written to file", file=f)

13. input()

语法：input([prompt])
功能：获取用户输入
案例：

# 简单交互
username = input("Enter your name: ")
print(f"Welcome, {username}!")

14. exec()

语法：exec(object[, globals[, locals]])
功能：执行动态生成的代码
案例：

# 动态执行代码
code = """
def greet(name):print(f"Hello, {name}!")greet("Bob")
"""
exec(code)  # 输出: Hello, Bob!

15. eval()

语法：eval(expression[, globals[, locals]])
功能：执行表达式并返回结果
案例：

# 计算数学表达式
result = eval("2 + 3 * 4")
print(result)  # 14# 动态创建对象
cls_name = "int"
obj = eval(f"{cls_name}(10)")
print(obj)  # 10

元编程与高级功能

16. dir()

语法：dir([object])
功能：查看对象属性和方法
案例：

# 查看列表方法
print(dir([]))  # 包含append, count, index等方法# 查看模块内容
import math
print(dir(math))  # 包含sqrt, pi等属性和函数

17. help()

语法：help([object])
功能：获取帮助文档
案例：

# 查看len函数的帮助
help(len)# 查看列表的帮助
help(list)

18. type()

语法：type(object)
功能：获取对象类型
案例：

# 类型检查
print(type(10))          # <class 'int'>
print(type("hello"))     # <class 'str'>
print(type([1,2,3]))     # <class 'list'>

19. isinstance()

语法：isinstance(object, classinfo)
功能：检查对象是否为指定类型
案例：

# 类型验证
class MyClass:passobj = MyClass()
print(isinstance(obj, MyClass))  # True
print(isinstance(10, int))       # True

20. hasattr()

语法：hasattr(object, name)
功能：检查对象是否有指定属性
案例：

class Person:def __init__(self, name):self.name = namep = Person("Alice")
print(hasattr(p, "name"))  # True
print(hasattr(p, "age"))   # False

21. getattr()

语法：getattr(object, name[, default])
功能：获取对象属性值
案例：

class Config:debug = Falseconfig = Config()
print(getattr(config, "debug"))      # False
print(getattr(config, "timeout", 30)) # 30（属性不存在时返回默认值）

22. setattr()

语法：setattr(object, name, value)
功能：设置对象属性值
案例：

class User:passuser = User()
setattr(user, "name", "Alice")
setattr(user, "age", 25)
print(user.name, user.age)  # Alice 25

23. delattr()

语法：delattr(object, name)
功能：删除对象属性
案例：

class Data:value = 42data = Data()
delattr(data, "value")
print(hasattr(data, "value"))  # False

24. globals()

语法：globals()
功能：返回当前全局符号表
案例：

# 查看全局变量
print(globals()["__name__"])  # __main__# 动态创建全局变量
globals()["new_var"] = "Hello"
print(new_var)  # Hello

25. locals()

语法：locals()
功能：返回当前局部符号表
案例：

def example():local_var = 42print(locals())example()
# 输出包含'local_var'的字典

26. vars()

语法：vars([object])
功能：返回对象属性字典
案例：

class Point:def __init__(self, x, y):self.x = xself.y = yp = Point(1, 2)
print(vars(p))  # {'x': 1, 'y': 2}

27. callable()

语法：callable(object)
功能：检查对象是否可调用
案例：

print(callable(len))      # True（函数对象）
print(callable(10))       # False（整数不可调用）
print(callable(lambda x: x))  # True（lambda表达式）

28. compile()

语法：compile(source, filename, mode)
功能：将源代码编译为代码对象
案例：

# 编译并执行代码
code_str = "print('Hello from compiled code')"
code_obj = compile(code_str, "<string>", "exec")
exec(code_obj)  # 输出: Hello from compiled code

29. id()

语法：id(object)
功能：返回对象的内存地址
案例：

a = 10
b = a
print(id(a))  # 140735530235488
print(id(b))  # 140735530235488（相同值对象共享内存）

30. hash()

语法：hash(object)
功能：返回对象的哈希值
案例：

print(hash("hello"))  # -7176065445015297706
print(hash(10))       # 10

总结

Python内置函数是语言核心竞争力的体现，合理使用能显著提升开发效率。建议掌握以下原则：

1. 优先使用内置函数：如用len()代替手动计数，用zip()代替手动索引对齐
2. 注意函数副作用：如sorted()返回新列表，而list.sort()原地排序
3. 结合高级特性：将map()与生成器表达式结合，filter()与lambda结合使用
4. 避免过度使用：如exec()和eval()存在安全风险，需谨慎处理输入

通过系统掌握这些内置函数，开发者能写出更简洁、高效、Pythonic的代码。建议结合官方文档持续学习，探索更多高级用法。

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