前面的文章我们学了数据类型、运算、三大结构、函数、文件操作、异常处理，你已经能写不少实用的程序了。
但你有没有遇到过这样的问题：
一个文件写了上千行代码，自己都不想翻
想复用之前写的功能，只能复制粘贴
不知道别人写的库怎么导入使用
自己的项目文件越放越多，找不到谁是谁
这时候，你就需要模块和包了！
一、什么是模块？
模块 = 一个 .py 文件
简单来说，你写的每一个 .py 文件，都是一个模块。
# calc.py —— 这就是一个模块def add(a, b): return a + bdef multiply(a, b): return a * bPI =3.14159
模块的好处：1️⃣ 把相关功能的代码放在一起2️⃣ 可以被其他程序导入使用3️⃣ 避免命名冲突4️⃣ 方便维护和复用
二、什么是包？
包 = 一个包含多个模块的文件夹
当一个项目有多个模块时，用包来组织它们：
my_package/ # 包（文件夹）
__init__.py # 包的标识文件
math_utils.py # 模块1
string_utils.py # 模块2
file_utils.py # 模块3
__init__.py 告诉Python这是一个包。在Python 3.3+ 中可以为空，甚至可省略，但保留是好习惯。
三、导入模块的5种方式
1️⃣ 直接导入整个模块
import mathprint(math.sqrt(16))# 4.0print(math.pi)# 3.14159...
2️⃣ 给模块起别名
import numpy as npimport pandas as pd# 常见缩写arr = np.array([1,2,3])
3️⃣ 导入模块中的特定部分
from math import sqrt, piprint(sqrt(25))# 5.0，不用写 math.print(pi)# 3.14159
4️⃣ 导入所有内容（不推荐）
from math import *# ⚠️ 风险：可能会覆盖你定义的函数print(sqrt(100))
5️⃣ 导入并重命名
from math import sqrt as square_rootprint(square_root(144))# 12.0
四、导入自己写的模块
假设你写了 calc.py：
# calc.pydef add(a, b): return a + bdef subtract(a, b): return a - bPI =3.14159
在同一个文件夹下创建 main.py 导入它：
# main.pyimport calcprint(calc.add(5,3))# 8print(calc.subtract(5,3))# 2print(calc.PI)# 3.14159
或者用 from...import：
from calc import add, PIprint(add(10,20))# 30print(PI)# 3.14159
五、创建和使用包
包的结构示例
my_project/│
├── main.py│
└── utils/
# 包
├── __init__.py
├── math_utils.py
└── string_utils.py
math_utils.py
def add(a, b): return a + b def multiply(a, b): return a * b
string_utils.py
def reverse(s): return s[::-1]def to_upper(s): return s.upper()
__init__.py（可以暴露常用接口）
# 让外部导入更方便from .math_utils import add, multiplyfrom .string_utils import reverse, to_upper__all__ =['add','multiply','reverse','to_upper']
main.py 中使用包
# 方式1：导入整个包import utilsprint(utils.add(3,5))# 8print(utils.reverse("hello"))# olleh# 方式2：导入特定函数from utils import multiply, to_upperprint(multiply(4,5))# 20print(to_upper("hello"))# HELLO# 方式3：直接导入模块from utils import math_utilsprint(math_utils.add(10,20))
六、常用内置模块（拿来就用）
Python自带很多好用的模块，直接 import 就行：
1️⃣ random —— 随机数
import random# 随机整数num = random.randint(1,10)# 1-10# 随机浮点数num2 = random.random()# 0-1# 随机选择choice = random.choice(["苹果","香蕉","橙子"])# 打乱列表cards =[1,2,3,4,5]random.shuffle(cards)
2️⃣ datetime —— 日期时间
from datetime import datetime, timedelta# 当前时间now = datetime.now()print(now.strftime("%Y-%m-%d%H:%M:%S"))# 计算日期tomorrow = now + timedelta(days=1)yesterday = now - timedelta(days=1)
3️⃣ os —— 操作系统交互
import os# 当前目录cur = os.getcwd()# 列出文件files = os.listdir(".")# 创建目录os.mkdir("new_folder")# 路径拼接path = os.path.join("folder","file.txt")
4️⃣ sys —— Python解释器相关
import sys# 命令行参数print(sys.argv)# Python版本print(sys.version)# 退出程序sys.exit(0)
5️⃣ json —— JSON数据处理
import json# 字典转JSON字符串data ={"name":"小明","age":18}json_str = json.dumps(data, ensure_ascii=False)# JSON字符串转字典obj = json.loads('{"name": "张三"}')
6️⃣ re —— 正则表达式
import re# 匹配手机号phone ="13812345678"if re.match(r'^1[3-9]\d{9}$', phone): print("手机号合法")
七、第三方模块的安装和使用
Python有一个巨大的第三方库生态，需要通过 pip 安装。
安装第三方模块
# 基础安装pip install requests# 指定版本pip installrequests==2.28.0# 升级pip install--upgrade requests# 卸载pip uninstall requests# 查看已安装的模块pip list
常用第三方模块推荐
| |
|---|
requests | |
numpy | |
pandas | |
flask | |
pillow | |
pytest | |
beautifulsoup4 | |
selenium | |
示例：使用 requests 获取网页
import requests# 发送GET请求response = requests.get("https://api.github.com")# 检查状态码if response.status_code ==200: data = response.json() # 解析JSON print(data)else: print(f"请求失败：{response.status_code}")
八、模块搜索路径
当你在写 import xxx 时，Python会按以下顺序找模块：
import sysprint(sys.path)
搜索顺序：
当前文件所在目录
PYTHONPATH 环境变量中的目录
Python安装目录下的标准库
第三方库安装目录（site-packages）
添加自定义搜索路径
import syssys.path.append("/path/to/your/module")# 现在可以导入了import your_module
九、if __name__ == "__main__" 的妙用
这是一个非常重要的Python约定：
# my_module.pydef add(a, b): return a + bdef main(): # 测试代码 print("测试加法：", add(3,5))if __name__ =="__main__": main()
作用：
这是用来区分“作为脚本运行”和“作为模块导入”的标准写法。
十、实战案例
案例1：自定义工具模块
创建 my_tools.py：
"""我的工具函数集合"""import randomfrom datetime import datetimedef generate_code(length=6): """生成随机验证码（数字+字母）""" chars ='0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ' return''.join(random.choice(chars) for _ in range(length)) def get_today_str(format_str="%Y-%m-%d"): """获取今天的日期字符串""" return datetime.now().strftime(format_str) def safe_divide(a, b): """安全除法""" try: return a / b except ZeroDivisionError: return float('inf') except TypeError: return Noneif __name__ =="__main__": # 测试代码 print("验证码：", generate_code()) print("今天：", get_today_str()) print("10/0 =", safe_divide(10,0))
使用它：
import my_toolscode = my_tools.generate_code()print(f"您的验证码是：{code}")
案例2：创建自己的包
my_utils/├
── __init__.py
├── file_utils.py
└── network_utils.py
file_utils.py：
import json import os def read_json(filepath): """读取JSON文件""" with open(filepath,'r', encoding='utf-8')as f: return json.load(f)def write_json(filepath, data): """写入JSON文件""" with open(filepath,'w', encoding='utf-8')as f: json.dump(data, f, indent=4, ensure_ascii=False)def ensure_dir(dirpath): """确保目录存在""" os.makedirs(dirpath, exist_ok=True)
network_utils.py：
import requestsdef fetch_url(url, timeout=10): """获取网页内容""" try: resp = requests.get(url, timeout=timeout) resp.raise_for_status() return resp.text except requests.RequestException as e: print(f"请求失败：{e}") return None
__init__.py：
from.file_utils import read_json, write_json, ensure_dirfrom.network_utils import fetch_url__all__ =['read_json','write_json','ensure_dir','fetch_url']
使用包：
from my_utils import read_json, ensure_dir, fetch_url# 确保目录存在ensure_dir("./data")# 读取配置config = read_json("./config.json")# 获取网页html = fetch_url("https://www.example.com")
案例3：使用 pip 管理项目依赖
创建 requirements.txt：
requests>=2.28.0pandas==1.5.0numpy<1.24.0
批量安装：
pip install-r requirements.txt
导出当前环境的所有依赖：
pip freeze > requirements.txt
十一、常见错误与避坑指南
🔥 坑1：循环导入
# a.pyimport b def func_a(): b.func_b()# b.pyimport a def func_b(): a.func_a()
两个模块互相导入，会导致出错。设计时应避免循环依赖。
🔥 坑2：模块名和内置模块重名
# ❌ 不要创建 math.py、random.py 这样的文件# 会覆盖Python的内置模块# ✅ 取有意义的名字# my_math.py、my_random.py
🔥 坑3：忘记写 __init__.py
# 如果包文件夹没有 __init__.pyimport my_package # ❌ 可能报错# Python 3.3+ 不强制要求，但推荐保留
🔥 坑4：相对导入报错
# 在普通脚本中不能用 . 开头的相对导入# ❌ 直接运行时会报错from.module import func# ✅ 使用绝对导入from my_package.module import func
十二、速查表
| |
|---|
| import math |
| import numpy as np |
| from math import sqrt |
| from math import * |
| |
| import sys; print(sys.path) |
| if __name__ == "__main__": |
| pip install 包名 |
| pip freeze > requirements.txt |
| pip install -r requirements.txt |
写在最后
模块和包是Python工程化的基石。
掌握了它们，你就能：
写出更清晰的代码结构
复用自己和他人的代码
参与更大的项目开发
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模块化编程，让代码更优雅。我们下期见！ 👋
