什么是 Python 中的模块和包?

Python 中的模块和包

在 Python 中，模块（Module） 和 包（Package） 是组织和管理代码的重要工具，它们用于提高代码的可重用性和可维护性。

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1. 什么是模块（Module）？

模块（Module） 就是一个 Python 文件，扩展名为 .py，其中包含函数、类和变量，可以被其他 Python 代码导入和使用。

模块的创建

任何 .py 文件都是一个模块。例如，创建一个 math_utils.py 模块：

# math_utils.py
def add(a, b):
    return a + b

def multiply(a, b):
    return a * b

导入模块

在另一个 Python 文件中使用 import 语句导入模块：

import math_utils

print(math_utils.add(2, 3))      # 输出 5
print(math_utils.multiply(4, 5)) # 输出 20

模块的不同导入方式

1. 直接导入整个模块

   import math_utils
   print(math_utils.add(2, 3))
   

2. 导入模块中特定的函数

   from math_utils import add
   print(add(2, 3))  # 不需要 math_utils.add
   

3. 导入所有内容（不推荐）

   from math_utils import *
   

4. 给模块起别名

   import math_utils as mu
   print(mu.add(2, 3))
   

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2. 什么是包（Package）？

包（Package） 是一个包含多个模块的文件夹，通过 __init__.py 让 Python 识别它是一个包。

包的结构

my_package/          # 这是一个包
│── __init__.py      # 使 Python 识别该目录为包
│── math_utils.py    # 一个模块
│── string_utils.py  # 另一个模块

示例

1. math_utils.py

   def add(a, b):
       return a + b
   

2. string_utils.py

   def to_upper(s):
       return s.upper()
   

3. __init__.py（可以为空，也可以包含包的初始化代码）

   from .math_utils import add
   from .string_utils import to_upper
   

导入包中的模块

import my_package.math_utils
print(my_package.math_utils.add(2, 3))  # 输出 5

使用 from ... import ... 语法

from my_package import math_utils
print(math_utils.add(2, 3))  # 输出 5

导入 __init__.py 中的内容

from my_package import add, to_upper
print(add(2, 3))       # 输出 5
print(to_upper("hi"))  # 输出 HI

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3. 模块 vs. 包

对比项	模块（Module）	包（Package）
定义	单个 .py 文件	一个包含 __init__.py 的文件夹
作用	组织函数、类等	组织多个相关模块
导入方式	import module_name	import package_name.module_name

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4. 标准库中的模块

Python 自带许多模块，比如：

• math（数学计算）
• os（操作系统接口）
• sys（系统参数和函数）
• datetime（日期和时间）

示例：

import math
print(math.sqrt(16))  # 输出 4.0

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总结

• 模块（Module） 是 .py 文件，包含 Python 代码。
• 包（Package） 是一个包含多个模块的文件夹，必须包含 __init__.py 文件。
• 模块和包 提高了代码的组织性、可维护性和可重用性。

使用模块和包能让 Python 项目结构更加清晰！