学习目标
- 理解Python模块和包的概念
- 学习如何创建和导入模块
- 掌握标准库模块的使用
- 学习如何使用包组织代码
学习内容
1. 模块的概念
模块是一个包含Python代码的文件，模块可以包含函数、类和变量，也可以包含可执行的代码。模块使你能够组织和重用代码。
创建模块
创建一个名为 mymodule.py 的文件：
# mymodule.py
def greet(name):
return f"Hello, {name}!"
PI = 3.14159
导入模块
使用 import 语句导入模块：
import mymodule
print(mymodule.greet("Alice")) # 输出: Hello, Alice!
print(mymodule.PI) # 输出: 3.14159
使用 from ... import 语句导入模块的特定部分：
from mymodule import greet, PI
print(greet("Bob")) # 输出: Hello, Bob!
print(PI) # 输出: 3.14159
2. 标准库模块
Python标准库包含许多有用的模块，可以直接导入使用。以下是一些常用模块的示例：
math 模块
import math
print(math.sqrt(16)) # 输出: 4.0
print(math.pi) # 输出: 3.141592653589793
datetime 模块
import datetime
now = datetime.datetime.now()
print(now) # 输出: 当前日期和时间
os 模块
import os
print(os.getcwd()) # 输出: 当前工作目录
print(os.listdir('.')) # 输出: 当前目录下的文件和文件夹
3. 包的概念
包是一个包含多个模块的目录。包通过在目录中包含一个名为 __init__.py 的特殊文件来创建。
创建包
创建一个包结构如下：
mypackage/
__init__.py
module1.py
module2.py
在 module1.py 中定义一些函数和变量：
# mypackage/module1.py
def func1():
return "Function 1"
var1 = "Variable 1"
在 module2.py 中定义一些函数和变量：
# mypackage/module2.py
def func2():
return "Function 2"
var2 = "Variable 2"
导入包
使用 import 语句导入包：
import mypackage.module1
import mypackage.module2
print(mypackage.module1.func1()) # 输出: Function 1
print(mypackage.module2.func2()) # 输出: Function 2
使用 from ... import 语句导入包的特定部分：
from mypackage.module1 import func1, var1
from mypackage.module2 import func2, var2
print(func1()) # 输出: Function 1
print(var1) # 输出: Variable 1
print(func2()) # 输出: Function 2
print(var2) # 输出: Variable 2
今日任务
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创建并使用模块：
- 创建一个名为
math_operations.py的模块，定义一些数学运算函数（如加法、减法、乘法和除法）。
- 创建一个名为
# math_operations.py
def add(a, b):
return a + b
def subtract(a, b):
return a - b
def multiply(a, b):
return a * b
def divide(a, b):
if b != 0:
return a / b
else:
return "Division by zero is undefined"
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- 创建一个Python脚本，导入
math_operations模块并调用这些函数。
- 创建一个Python脚本，导入
# math_operations.py
def add(a, b):
return a + b
def subtract(a, b):
return a - b
def multiply(a, b):
return a * b
def divide(a, b):
if b != 0:
return a / b
else:
return "Division by zero is undefined"
-
使用标准库模块：
- 编写代码，使用
math模块计算一个数的平方根和圆的面积。
- 编写代码，使用
# math_example.py
import math
number = 16
radius = 5
sqrt_value = math.sqrt(number)
circle_area = math.pi * radius ** 2
print(f"The square root of {number} is {sqrt_value}") # 输出: The square root of 16 is 4.0
print(f"The area of the circle with radius {radius} is {circle_area}") # 输出: The area of the circle with radius 5 is 78.53981633974483
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- 编写代码，使用
datetime模块获取当前日期和时间，并格式化输出。
- 编写代码，使用
# datetime_example.py
import datetime
now = datetime.datetime.now()
formatted_date = now.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")
print(f"Current date and time: {formatted_date}") # 输出: Current date and time: 2024-07-01 10:00:00
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- 编写代码，使用
os模块获取当前工作目录并列出当前目录下的文件和文件夹。
- 编写代码，使用
# os_example.py
import os
current_directory = os.getcwd()
files_and_folders = os.listdir('.')
print(f"Current working directory: {current_directory}") # 输出当前工作目录
print("Files and folders in the current directory:")
for item in files_and_folders:
print(item)
-
创建并使用包：
- 创建一个名为
utilities的包，其中包含两个模块：string_utils.py和file_utils.py。
- 创建一个名为
utilities/
__init__.py
string_utils.py
file_utils.py
-
- 在
string_utils.py中定义一些字符串操作函数（如大写转换、小写转换）。
- 在
# utilities/string_utils.py
def to_uppercase(s):
return s.upper()
def to_lowercase(s):
return s.lower()
-
- 在
file_utils.py中定义一些文件操作函数（如读取文件内容、写入文件）。
- 在
# utilities/file_utils.py
def read_file(file_path):
with open(file_path, 'r') as file:
return file.read()
def write_file(file_path, content):
with open(file_path, 'w') as file:
file.write(content)
-
- 创建一个Python脚本，导入
utilities包并调用这些函数。
- 创建一个Python脚本，导入
# main_utilities.py
from utilities.string_utils import to_uppercase, to_lowercase
from utilities.file_utils import read_file, write_file
# 使用字符串操作函数
s = "Hello, World!"
print(to_uppercase(s)) # 输出: HELLO, WORLD!
print(to_lowercase(s)) # 输出: hello, world!
# 使用文件操作函数
file_path = 'example.txt'
content = "This is a test file."
# 写入文件
write_file(file_path, content)
# 读取文件
read_content = read_file(file_path)
print(read_content) # 输出: This is a test file.
