Встроенные функции и методы Python 3

Встроенные функции Python доступны в любой программе без импорта: print(), len(), sorted() и еще около семидесяти имен. Ниже они собраны в тематические таблицы с кратким описанием, а примеры показывают самые полезные сочетания. Отдельно разобрано, чем встроенная функция отличается от метода и как случайно сломать стандартное имя.

Что такое встроенные функции

Встроенные функции живут в модуле builtins, который интерпретатор подключает автоматически. Когда в коде встречается имя, Python ищет его сначала в локальной области, затем в глобальной и только потом среди встроенных. Поэтому len() или abs() работают сразу, без строки import.

Посмотреть полный список можно прямо из интерпретатора. Функция dir() вернет все имена модуля, включая классы исключений, поэтому отфильтруем только вызываемые объекты с маленькой буквы:

import builtins

names = [n for n in dir(builtins)
         if callable(getattr(builtins, n)) and n[0].islower()]
print(len(names))
print(names[:8])
# ['abs', 'aiter', 'all', 'anext', 'any', 'ascii', 'bin', 'bool']

Точное число зависит от версии и способа запуска: модуль site при обычном старте добавляет служебные exit, quit, copyright, credits и license, а фильтр по маленькой букве отбрасывает __import__. В самом языке Python 3.12 описана 71 встроенная функция.

Функции и методы: в чем разница

Функция вызывается сама по себе и получает объект аргументом: len(items). Метод принадлежит конкретному типу и вызывается через точку: items.append(5). Встроенные функции универсальны и работают с объектами разных типов, а методы есть только у того типа, где они определены.

words = ['груша', 'Яблоко', 'арбуз']

print(sorted(words))    # функция: возвращает новый список
words.sort()            # метод списка: меняет сам список, возвращает None
print(len(words), len('текст'), len({'a': 1}))  # 3 5 1

Многие встроенные функции внутри вызывают специальные методы объекта: len(x) обращается к x.__len__(), str(x) к x.__str__(). Поэтому собственный класс можно научить работать с len(), abs() или iter(). Методы стандартных типов разобраны отдельно: методы списка, строк и словарей.

Числа и математика

Эти функции работают с целыми, дробными и комплексными числами без подключения модуля math.

print(divmod(17, 5))      # (3, 2)
print(round(2.5), round(3.5))  # 2 4 - банковское округление
print(pow(3, 4, 5))       # 1, то есть 81 % 5
print(max([], default=0)) # 0 вместо ValueError на пустом списке

Создание и преобразование типов

Имена встроенных типов одновременно работают как функции-конструкторы: они создают пустой объект или преобразуют переданное значение.

print(int('101', 2), int(' 42 '))  # 5 42
print(bool([]), bool('0'))         # False True
print(ord('Я'), chr(1071))         # 1071 Я
print(format(1234567.891, ',.2f')) # 1,234,567.89

Работа с коллекциями и итераторами

Эта группа используется чаще всего: функции перебирают элементы любого итерируемого объекта, будь то список, строка, файл или генератор.

scores = {'Аня': 91, 'Борис': 78, 'Вера': 85}

for place, (name, pts) in enumerate(
        sorted(scores.items(), key=lambda p: p[1], reverse=True), start=1):
    print(place, name, pts)
# 1 Аня 91
# 2 Вера 85
# 3 Борис 78

print(any(v < 80 for v in scores.values()))  # True

Функции map(), filter(), zip() и reversed() возвращают итераторы, а не списки. Их можно пройти только один раз, а чтобы увидеть содержимое, оборачивают в list(). Подробно про пару zip и map рассказано в статье о параллельном переборе данных.

Объекты, атрибуты и классы

Функции этой группы нужны для интроспекции, то есть исследования объектов во время работы программы, и для описания классов.

class Point:
    def __init__(self, x, y):
        self.x, self.y = x, y

p = Point(2, 3)
print(vars(p))                   # {'x': 2, 'y': 3}
print(getattr(p, 'z', 0))        # 0, атрибута нет - вернулось значение по умолчанию
print(isinstance(True, int))     # True: bool наследуется от int

Ввод, вывод и выполнение кода

Последняя группа отвечает за общение программы с пользователем и файлами, а также за запуск кода, собранного во время работы.

• print() выводит значения, параметры sep, end и file управляют разделителем, окончанием строки и местом вывода;
• input() читает строку с клавиатуры, результат всегда str;
• open() открывает файл и возвращает файловый объект;
• eval(), exec() и compile() выполняют код из строки, их нельзя применять к данным от пользователя;
• globals() и locals() возвращают словари имен глобальной и локальной области;
• help() открывает справку, breakpoint() останавливает программу в отладчике, __import__() импортирует модуль по имени.

print('a', 'b', 'c', sep=' | ', end='!\n')  # a | b | c!
age = int(input('Возраст: '))  # без int() получится строка
help(sorted)                   # справка по любой функции

Ошибка затенения встроенных имен

Имена встроенных функций не зарезервированы, их можно случайно переопределить. Если назвать переменную list, sum, max или id, встроенная функция станет недоступна до конца области видимости.

sum = 10 + 20
print(sum([1, 2, 3]))
# TypeError: 'int' object is not callable

del sum                  # удаляем свою переменную
print(sum([1, 2, 3]))    # 6, встроенная функция снова видна

Такую ошибку помогают ловить линтеры: они предупреждают о затенении встроенных имен. Полный перечень с подробными сигнатурами приведен в официальной документации.

Частые вопросы

Ответы на вопросы, которые чаще всего задают о встроенных функциях.

Сколько встроенных функций в Python?

В документации Python 3.12 описана 71 встроенная функция. С версиями список меняется: например, aiter() и anext() появились в 3.10.

Нужно ли импортировать встроенные функции?

Нет, они доступны в любом модуле сразу. Импорт builtins нужен только для того, чтобы обратиться к оригинальной функции, если ее имя переопределено.

Чем sorted() отличается от list.sort()?

sorted() принимает любой итерируемый объект и возвращает новый список. sort() есть только у списков, меняет список на месте и возвращает None.

Почему print(map(...)) выводит непонятный объект?

map() возвращает ленивый итератор, а не список. Чтобы увидеть значения, преобразуйте результат: list(map(str, nums)).