Python标准库与第三方库实战：二维码Excel键盘监听

脚本专家 · 发表于 2 小时前

Python 的库通常分为标准库和第三方库：标准库随 Python 安装，import 后即可使用；第三方库需要额外用 pip 安装。本文按标准库常用模块、第三方库安装与实战、命令行学生管理系统、pyinstaller 打包的顺序，整理 datetime、os、qrcode、xlrd、pynput、playsound 等库的落地用法。

一、标准库常用模块
1. 日期计算
datetime 可以直接做日期减法，结果为 timedelta。

import datetime
date1 = datetime.datetime(2012, 2, 14)
date2 = datetime.datetime(2022, 7, 12)
print(date2 - date1)

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输出为 3801 days, 0:00:00。这个例子可用于计算两个日期相差多少天。

2. 字符串操作
字符串是内置类型，很多方法不用导入模块。
翻转单词顺序：

def reverse_words(s):
tokens = s.split()
tokens.reverse()
return ' '.join(tokens)
print(reverse_words('I am a student.'))

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输入 I am a student.，输出 student. a am I。思路是按空白切分成单词，反转列表后再用空格拼接。
判断旋转字符串：

def rotate_string(s, goal):
return len(s) == len(goal) and goal in s + s
print(rotate_string('abcde', 'cdeab'))

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如果 goal 是 s 旋转若干次后的结果，那么 goal 一定存在于 s+s 中，同时长度必须相等。
统计是给定字符串前缀的字符串数目：

def count_prefixes(words, s):
res = 0
for word in words:
if s.startswith(word):
res += 1
return res
print(count_prefixes(['a', 'b', 'c', 'ab', 'bc', 'abc'], 'abc'))

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这里用 s.startswith(word) 判断前缀，符合条件的字符串会累加计数。

3. 文件查找工具
指定搜索路径和关键词，查找文件名中包含关键词的文件。

import os
input_path = input('请输入待搜索路径：')
pattern = input('请输入待搜索关键词：')
for dirpath, dirnames, filenames in os.walk(input_path):
for f in filenames:
if pattern in f:
print(f'{dirpath}/{f}')

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os.walk 返回三元组：当前路径、目录名列表、文件名列表。遍历 filenames 即可对文件名做包含判断。

二、第三方库安装与实战
遇到需求时，先搜索适合的库，再用 pip 安装。pip 是 Python 内置包管理器，PyPI 用于收集第三方库。常用命令：

pip install 库名

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如果提示 'pip' 不是内部或外部命令，说明 pip 没有加入 PATH，需要配置 PATH，或在重装 Python 时勾选 Add Python to PATH。安装后如果 PyCharm 仍找不到模块，检查 Settings -> Project -> Python Interpreter 是否选对解释器。

1. 生成二维码
安装 qrcode：

pip install qrcode[pil]

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代码：

import qrcode
img = qrcode.make('我真帅')
img.save('qrcode.png')

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运行后生成 qrcode.png，扫码即可看到内容。二维码本质是用黑白点阵表示字符串。

2. 用 xlrd 操作 Excel
读取 Excel 使用 xlrd，修改使用 xlwt。以 xlrd 为例，安装时要指定版本，因为最新版删除了 xlsx 支持：

pip install xlrd==1.2.0

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假设有 d:/test.xlsx，求 101 班平均分：

import xlrd
xlsx = xlrd.open_workbook('d:/test.xlsx')
table = xlsx.sheet_by_index(0)
nrows = table.nrows
count = 0
total = 0
for i in range(1, nrows):
class_id = table.cell_value(i, 1)
if class_id == 101:
total += table.cell_value(i, 2)
count += 1
print(f'平均分：{total / count}')

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代码打开第一张工作表，nrows 取总行数，从第 1 行开始跳过表头；第 1 列是班级，第 2 列是分数。

3. 监听键盘按键，自动播放音频
需求：每按键 10 次，播放一个音频。安装指定版本：

pip install pynput==1.6.8
pip install playsound==1.2.2

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准备 ding.mp3 放在同级目录。基础实现：

from pynput import keyboard
from playsound import playsound
count = 0
def on_release(key):
global count
print(key)
count += 1
if count % 10 == 0:
playsound('ding.mp3')
listener = keyboard.Listener(on_release=on_release)
listener.start()
listener.join()

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播放音频会导致按键卡顿。可以用多线程改进：

from pynput import keyboard
from playsound import playsound
from threading import Thread
count = 0
def on_release(key):
global count
print(key)
count += 1
if count % 10 == 0:
t = Thread(target=playsound, args=('ding.mp3',))
t.start()
listener = keyboard.Listener(on_release=on_release)
listener.start()
listener.join()

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把播放动作放到子线程，监听回调不再等待音频播放结束。

三、综合案例：命令行学生管理系统
功能包括新增学生、显示学生、查找学生、删除学生、存档到文件。核心数据结构是 students 列表，每个学生用字典保存 studentId、name、gender、className。

1. 入口函数

import sys
import os
students = []
def menu():
print('1. 新增学生信息')
print('2. 显示所有同学信息')
print('3. 根据名字查找学生信息')
print('4. 删除学生信息')
print('0. 退出程序')
choice = input('请输入您的选择：')
return int(choice)
def main():
print('+----------------------------+')
print('| 欢迎来到学生管理系统！ |')
print('+----------------------------+')
while True:
choice = menu()
if choice == 0:
sys.exit()
elif choice == 1:
insert()
elif choice == 2:
show()
elif choice == 3:
find()
elif choice == 4:
delete()
else:
print('您的输入有误！请重新输入！')
if __name__ == '__main__':
main()

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2. 新增学生

def insert():
print('[新增学生] 开始！')
student_id = input('请输入学生的学号：')
name = input('请输入学生的姓名：')
gender = input('请输入学生的性别：')
if gender not in ('男', '女'):
print('性别不符合要求！新增学生失败！')
return
class_name = input('请输入学生的班级：')
student = {
'studentId': student_id,
'name': name,
'gender': gender,
'className': class_name
}
global students
students.append(student)
save()
print('[新增学生] 完毕！')

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3. 显示学生

def show():
print('[显示学生] 开始！')
for s in students:
print(s['studentId'], s['name'], s['gender'], s['className'], sep='\t')
print(f'[显示学生] 完毕！共显示了 {len(students)} 条记录！')

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4. 查找学生

def find():
print('[查找学生] 开始！')
name = input('请输入要查找的同学姓名：')
count = 0
for s in students:
if name == s['name']:
print(s['studentId'], s['name'], s['gender'], s['className'], sep='\t')
count += 1
print(f'[查找学生] 完毕！共查找到 {count} 条记录！')

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5. 删除学生

def delete():
print('[删除学生] 开始！')
student_id = input('请输入要删除的同学学号：')
count = 0
for s in students:
if student_id == s['studentId']:
print('删除', s['name'], '同学的信息！')
students.remove(s)
count += 1
save()
print(f'[删除学生] 完毕！共删除 {count} 条记录！')

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6. 存档与读档
约定存档文件为 d:/record.txt，每行一个学生，字段用制表符分隔。
存档：

def save():
with open('d:/record.txt', 'w', encoding='utf8') as f:
for s in students:
f.write('{}\t{}\t{}\t{}\n'.format(s['studentId'], s['name'], s['gender'], s['className']))
print(f'[存档成功] 共存储了 {len(students)} 条记录！')

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读档：

def load():
if not os.path.exists('d:/record.txt'):
return
global students
students = []
with open('d:/record.txt', 'r', encoding='utf8') as f:
for line in f:
line = line.strip()
if not line:
continue
parts = line.split('\t')
student = {
'studentId': parts[0],
'name': parts[1],
'gender': parts[2],
'className': parts[3]
}
students.append(student)

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在 main() 开头调用 load()，程序启动时恢复数据。

7. 打包成 exe
安装 pyinstaller：

pip install pyinstaller

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打包：

pyinstaller -F 学生管理系统.py

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-F 表示打包成单个 exe。完成后在 dist 目录下找到 exe，可拷贝到没有 Python 环境的机器上运行。

四、总结
标准库是 Python 自带，import 即可用，如 datetime、os；第三方库需要 pip install，如 qrcode、xlrd、pynput。实际开发中要善于搜索、阅读文档、利用现成库。学生管理系统案例串联了函数、列表、字典、文件操作、异常处理等知识，打包成 exe 可以让程序在没有 Python 环境的机器上运行。库是编程的外挂，善用库，才能把精力集中在真正要解决的问题上。

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