Python 中的模块

Python 模块是一个 Python 文件，定义了各种功能接口。把复杂的功能封装为模块（又称为库），将功能实现的细节隐藏起来，使用该模块（库）的程序员不需要了解实现的细节。通过调用模块封装好的功能，可以用仅仅几行 Python 代码实现某项复杂的功能，例如可以用一行代码就实现一个 Web 服务器。

在 Python 的应用领域中，如：web 开发、人工智能、网络爬虫、数据分析等领域，已经存在了大量的模块，使用这些模块就可以轻松开发出应用程序。

1. 内置模块
Python 中的模块分为两类：

内置模块，由 Python 官方提供，包含在 Python 的安装包中，安装完 Python 后即可使用
第三方模块，由 Python 爱好者提供，需要用户额外安装
Python 提供了多个内置模块，提供了日常编程中许多问题的标准解决方案，常见的内置模块如下：

模块名 功能描述
os 提供操作系统的 IO 访问等功能
sys 提供获取命令行参数等功能
math 提供各种常见的数学运算函数
random 提供产生随机数的功能
json 提供对 json 文件的解析功能
datetime 提供日期、时间的相关功能
2. 模块语法
2.1 math 模块简介
Python 的 math 模块提供了很多数学运算功能，例如：三角函数、求平方根、求对数等功能：

函数接口 功能描述
fabs 计算绝对值
sin 正弦函数
cos 余弦函数
sqrt 求平方根
在下面的小节，将使用 math 模块作为例子讲解 Python 中模块的语法。

2.2 import 语句
import 语句将指定模块名的模块导入到程序中，然后程序即可使用模块中定义的函数，语法如下：

import 模块名
使用 import 语句的示例如下：

>>> import math
>>> math.fabs(-123.0)
123.0
在第 1 行，引入 math 模块
在第 2 行，使用 math 模块中的 fabs 函数求绝对值
2.3 import … as 语句
import … as 语句为模块取一个别名，程序可以使用模块的别名访问模块中的接口函数，语法如下：

import 模块名 as 别名
使用 import … as 语句的示例如下：

>>> import math as m
>>> m.fabs(-123.0)
123.0
在第 1 行，引入 math 模块，设置模块的别名为 m
在第 2 行，通过模块的别名 m 访问模块
2.4 from … import 语句
from … import 语句从指定模块中导入指定函数，程序可以通过函数名直接访问模块中定义的函数，语法如下：

from 模块名 import 函数名
使用 from … import 语句的示例如下：

>>> from math import fabs
>>> fabs(-123.0)
123.0
在第 1 行，从 math 模块中引入函数 fabs
在第 2 行，通过函数名 fabs 访问模块中定义的函数
2.5 from … import … as 语句
from … import … as 语句从模块中导入函数，同时为导入的函数取一个别名，示例如下：

>>> from math import fabs as abs
>>> abs(-123.0)
123.0
在第 1 行，从 math 模块中引入函数 fabs，并为该函数设置别名 abs
在第 2 行，通过函数的别名 abs 访问模块中定义的函数
2.6 from … import * 语句
from … import * 语句导入模块中全部的功能函数，示例如下：

>>> from math import *
>>> fabs(-123.0)
123.0
>>> sqrt(9)
3.0
在第 1 行，从 math 模块中导入全部的功能函数
在第 2 行，使用 math 模块中定义的函数 fabs 求绝对值
在第 4 行，使用 math 模块中定义的函数 sqrt 求平方根
3. 用户自定义模块
3.1 概述
本节讲解了如何自定义模块和使用模块，例子程序包括两个文件：

模块 utils.py，定义了函数 max、函数 min 和变量 PI，它们是模块提供的接口
主程序 main.py，使用模块的接口函数和导出变量
3.2 定义模块
编写程序 utils.py：

PI = 3.14

def max(a, b):
if a > b:
return a
else:
return b

def min(a, b):
if a < b:
return a
else:
return b
在第 1 行，定义了模块的导出变量 PI
在第 3 行，定义了模块的导出函数 max
在第 9 行，定义了模块的导出函数 min
3.3 使用模块
编写主程序 main.py，注意：将 main.py 和 utils.py 放置在相同目录下:

import utils
print(utils.PI)
print(utils.max(11, 22))

from utils import min
print(min(11, 22))
在第 1 行，引入模块 utils
在第 2 行，访问模块的导出变量 PI
在第 3 行，访问模块的导出函数 max
在第 5 行，引入模块 utils 中的导出函数 min
在第 6 行，访问模块的导出函数 min
运行程序 main.py，输出结果如下：

C:\> python main.py
3.14
22
11
在第 2 行，输出 PI 的值
在第 3 行，输出 max(11, 22) 的结果
在第 4 行，输出 min(11, 22) 的结果