Python 模块

随着程序规模的增大，代码行数可能会变得非常多。与其将所有内容都放在一个文件中，不如使用模块（Module）将代码按功能拆分到不同的文件中。这样可以让我们的代码结构更清晰、更易于维护。

模块是一个包含用于执行特定任务的代码的文件。模块中可以包含变量、函数、类等。下面通过一个例子来说明：

创建模块

在文件中输入以下内容，并将其保存为 example.py：

# Python 模块：加法
def add(a, b):
    result = a + b
    return result

这里我们在名为 example 的模块中定义了一个函数 add()。该函数接收两个数字并返回它们的和。

我们可以将一个模块中的定义导入到另一个模块或 Python 交互式解释器中。

使用 import 关键字即可实现导入。例如，要导入我们之前定义的 example 模块，在 Python 提示符中输入：

import example

这并不会将 example 模块中定义的函数名直接导入当前符号表，而只是将模块名 example 导入其中。

通过模块名，我们可以使用点号（.）操作符访问其中的函数。例如：

example.add(4, 5)  # 返回 9

注意：
Python 自带大量标准模块。你可以查阅完整的 Python 标准库模块列表及其用法。
标准库模块的导入方式与用户自定义模块完全相同。

Python 标准库包含 200 多个模块。我们可以根据需要导入相应的模块。

例如，如果我们想获取圆周率 π 的值，可以先导入 math 模块，然后使用 math.pi：

# 导入标准 math 模块
import math

# 使用 math.pi 获取 π 的值
print("The value of pi is", math.pi)

运行结果：

The value of pi is 3.141592653589793

在 Python 中，我们还可以在导入模块时为其重命名。例如：

# 以别名方式导入模块
import math as m

print(m.pi)
# 输出: 3.141592653589793

这里我们将 math 模块重命名为 m，在某些情况下可以减少输入量。

注意：此时名称 math 在当前作用域中不再被识别，因此 math.pi 是无效的，必须使用 m.pi。

我们可以只从模块中导入特定的名称，而不导入整个模块。例如：

# 仅从 math 模块导入 pi
from math import pi

print(pi)
# 输出: 3.141592653589793

这里我们只导入了 math 模块中的 pi 属性。

在 Python 中，可以使用以下语法导入模块中的所有名称（定义）：

# 从标准模块 math 中导入所有名称
from math import *

print("The value of pi is", pi)

这会导入 math 模块中所有在当前作用域可见的名称（不包括以下划线开头的私有定义）。

注意：使用星号（*）导入所有内容并不是良好的编程实践。这可能导致标识符重复定义，并降低代码的可读性。

在 Python 中，我们可以使用 dir() 函数列出模块中所有的函数名和属性名。

例如，前面我们在 example 模块中定义了函数 add()。现在可以这样使用 dir()：

print(dir(example))

输出：

['__builtins__',
 '__cached__',
 '__doc__',
 '__file__',
 '__initializing__',
 '__loader__',
 '__name__',
 '__package__',
 'add']

可以看到，除了我们定义的 add 函数外，其他以双下划线（__）开头的名称是 Python 模块默认的属性（非用户定义）。

例如，__name__ 属性包含模块的名称：

import example
example.__name__
# 输出: 'example'

此外，不带参数调用 dir() 可以列出当前命名空间中的所有名称：

a = 1
b = "hello"
import math

print(dir())
# 输出可能包括: ['__builtins__', '__doc__', '__name__', 'a', 'b', 'math', ...]