本文主要是介紹Python各個應用領域中的相關主流庫，所列的庫不全，只是爲實際應用Python提供一個參考。下圖是一個概覽圖。
Python計算生態概覽
1. 數據處理&人工智能領域
1.1 Python數據分析相關的庫
Numpy：表達N維數組的最基礎庫
- Python接口使用，C語言實現，計算速度優異
- Python數據分析及科學計算的基礎庫，支撐pandas等
- 直接提供的矩陣運算、廣播函數、線性代數等功能
Pandas：Python數據分析高層次應用庫
- 提供了簡單易用的數據結構和數據分析工具
- 理解數據類型與索引的關係，操作索引即操作數據
- Python最主要的數據分析功能庫，基於Numpy開發
Scipy：數學、科學和工程計算功能庫
- 提供了一批數學算法及工程數據運算功能
- 類似Matlab，可用於如傅里葉變換、信號處理等應用
- Python最主要的科學計算功能庫，基於Numpy開發
1.2 Python數據可視化相關的庫
Matplotlib：高質量的二維數據可視化功能庫
- 提供超過100中數據可視化展示效果
- 通過matplotlib。pyplot子庫調用各可視化效果
- Python最主要的數據可視化功能庫，基於Numpy開發
Seaborn：統計類數據可視化功能庫
- 提供了一批高層次的統計類數據可視化展示效果
- 主要展示數據間分佈、分類和線性關係等內容
- 基於Matplotlib開發，支持Numpy和Pandas
Mayavi：三維科學數據可視化功能庫
- 提供了一批簡單易用的3D科學計算數據可視化展示效果
- 三維可視化最主要的第三方庫
- 支持Nump、TVTK、Traits、Envisage等第三方庫
1.3 Python文本處理相關的庫
PyPDF2：用來處理pdf文件的工具集
- 提供了一批處理PDF文件的計算功能
- 支持獲取信息、分隔/整合文件、加密解密等
- 完全Python語言實現，不需要額外的依賴，功能穩定
NLTK：自然語言文本處理第三方庫
- 提供了一批簡單易用的自然語言文本處理功能
- 支持語言文本分類、標記、語法句法、語義分析等
- 目前爲止，最優秀的Python自然語言處理庫
Python-docx：創建或更新Microsoft Word文件的第三方庫
- 提供創建或更新.doc .docx等文件的計算功能
- 增加並配置段落、圖片、表格、文字等，功能全面
1.4 Python機器學習相關的庫
Scikit-learn： 機器學習方法工具集
- 提供一批統一化的機器學習方法功能接口
- 提供聚類、分類、迴歸、強化學習等計算功能
- 機器學習最基本且最優秀的Python第三方庫
TensorFlow：AlphaGo背後的機器學習計算框架
- 谷歌公司推動的開源機器學習框架
- 將數據流圖作爲基礎，圖節點代表運算，邊代表張量
- 應用機器學習方法的一種方式，支撐谷歌人工智能應用
MXNet：基於神經網絡的深度學習計算框架
- 提供可擴展的神經網絡及深度學習計算功能
- 可用於自動駕駛、機器翻譯、語音識別等衆多領域
- Python最重要的深度學習計算框架
2. Web解析&網絡空間領域
2.1 Python網絡爬蟲
Requests:最友好的網絡爬蟲功能庫
- 提供了簡單易用的類HTTP協議網絡爬蟲功能
- 支持連接池、SSL、Cookies、HTTP(S)代理等
- Python最主要的頁面級網絡爬蟲功能庫
Scrapy：優秀的網絡爬蟲框架
- 提供了構建網絡爬蟲系統的框架功能，功能半成品
- 支持批量和定時網頁爬取、提供數據處理流程等
- Python最主要且最專業的網絡爬蟲框架
pyspider：強大的Web頁面爬取系統
- 提供了完整的網頁爬取系統構建功能
- 支持數據庫後端、消息隊列、優先級、分佈式架構等
- Python重要的網絡爬蟲類第三方庫
2.2 Python之Web信息提取
Beautiful Soup：HTML和XML的解析庫
- 提供瞭解析HTML和XML等Web信息的功能
- 又名beautifulsoup4或bs4，可以加載多種解析引擎
- 常與網絡爬蟲庫搭配使用，如Scrapy、requests等
Re：正則表達式解析和處理功能庫(不僅僅用於Web信息提取)
- 提供給了定義和解析正則表達式的一批通用功能
- 可用於各類場景，包括定點的Web信息提取
- Python最主要的標準庫之一，無需安裝
Python-Goose：提取文章類型Web頁面的功能庫
- 提供了對Web頁面中文章信息/視頻等元數據的提取功能
- 針對特定類型Web頁面，應用覆蓋面較廣
- Python最主要的Web信息提取庫
2.3 Python之Web網站開發
Django：最流行的Web應用框架
- 提供了構建Web系統的基本應用礦建
- MTV模式：模型(model)、模板(Template)、視圖(Views)
- Python最重要的Web應用框架，略微複雜的應用框架
Pyramid：規模適中的Web應用框架
- 提供了簡單方便構建Web系統的應用框架
- 不大不小，規模適中，適合快速構建並適度擴展類應用
- Python產品級Web應用框架，起步簡單可擴展性好
Flask：Web應用開發微框架
- 提供了最簡單構建Web系統的應用框架
- 特點是：簡單、規模小、快速
- 複雜程度：Django > Pyramid > Flask
2.4 Python之網絡應用開發
WeRoBot：微信公衆號開發框架
- 提供瞭解析微信服務器消息及反饋消息的功能
- 建立微信機器人的重要技術手段
aip：百度AI開放平臺接口
- 提供了訪問百度Ai服務的Python功能接口
- 語音、人臉、OCR、NLP、知識圖譜、圖像搜索等領域
- Python百度AI應用的最主要方式
MyQR：二維碼生成第三方庫
- 提供了生成二維碼的系列功能
- 基本二維碼、藝術二維碼和動態二維碼
3. 人機交互&藝術設計領域
3.1 Python庫之圖形用戶界面
PyQt5：Qt開發框架的Python接口
- 提供了創建Qt5程序的Python API接口
- Qt是非常成熟的跨平臺桌面應用開發系統，完備GUI
- 推薦的Python GUI開發第三方庫
wxPython：跨平臺GUI開發框架
- 提供了專用於Python的跨平臺GUI開發框架
- 理解數據類型與索引的關係，操作索引即操作數據
- Python最主要的數據分析功能庫，基於Numpy開發
PyGObject：使用GTK+開發GUI的功能庫
- 提供了整合GTK+、WebKitGTK+等庫的功能
- GTK+：跨平臺的一種用戶圖形界面GUI框架
- 實例：Anaconda採用該庫構建GUI
3.2 Python庫之遊戲開發
PyGame：簡單的遊戲開發功能庫
- 提供了基於SDL的簡單遊戲開發功能及實現引擎
- 理解遊戲對外部輸入的響應機制及角色構建和交互機制
- Python遊戲入門最主要的第三方庫
Panda3D：開源、跨平臺的3D渲染和遊戲開發庫
- 一個3D遊戲引擎，提供Python和C++兩種接口
- 支持很多先進特性：法線貼圖、光澤貼圖、卡通渲染等
- 由迪士尼和卡內基梅隆大學共同開發
cocos2d：構建2D遊戲和圖形界面交互式應用的框架
- 提供了基於OpenGL的遊戲開發圖形渲染功能
- 支持GPU加速，採用樹形結構分層管理遊戲對象類型
- 適用於2D專業級遊戲開發
3.3 Python庫之虛擬現實
VR Zero：在樹莓派上開發VR應用的Python庫
- 提供了大量與VR開發相關的功能
- 針對樹莓派的VR開發庫，支持設備小型化，配置簡單化
- 非常適合初學者實踐VR開發及應用
pyovr：Oculus Rift的Python開發接口
- 針對Oculus VR設備的Python開發庫
- 基於成熟的VR設備，提供全套文檔，工業級應用設備
- Python+虛擬現實領域探索的一種思路
Vizard：基於Python的通用VR開發引擎
- 專業的企業級虛擬現實開發引擎
- 提供詳細的官方文檔
- 支持多種主流的VR硬件設備，具有一定通用性
3.4 Python庫之圖形藝術
Quads：迭代的藝術
- 對圖片進行四分迭代，形成像素風
- 可以生成動圖或靜圖圖像
- 簡單易用，具有很高的展示度
ascii_art：ASCII藝術庫
- 將普通圖片轉爲ASCII藝術風格
- 輸出可以是純文本或彩色文本
- 可採用圖片格式輸出
turtle：海龜繪圖體系
參考：中國大學MOOC平臺《Python語言程序設計》國家精品課（嵩天等）