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第二十九天打卡

news 2025/5/23 10:15:43

@浙大疏锦行

模块和库的导入

1. 导入官方库的三种手段

2. 导入自定义库/模块的方式

3. 导入库/模块的核心逻辑：找到根目录（python解释器的目录和终端的目录不一致）

导入官方库的三种手段

方式一：用`import`直接导入整个模块

代码示例：

import math
print(math.sqrt(16))  # 计算16的平方根

运行结果：

4.0

运行步骤解析：

import math这行代码，会把 Python 的math库整个加载到当前程序里。
当执行math.sqrt(16)时，程序会去math模块里寻找sqrt函数，接着调用该函数进行计算。

2. 使用 `from ... import ...` 导入模块中的特定内容

这种方式可以直接导入模块中的函数、类或变量，使用时无需加模块前缀。

from random import randint, choice# 生成 1 到 10 之间的随机整数
random_number = randint(1, 10)
print(random_number)  # 可能输出 1 到 10 之间的任意整数# 从列表中随机选择一个元素
fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
random_fruit = choice(fruits)
print(random_fruit)  # 可能输出 "apple"、"banana" 或 "cherry"

运行步骤解释：

from random import randint, choice：从 random 模块中导入 randint 和 choice 两个函数。
randint(1, 10)：直接调用 randint 函数生成随机整数。
choice(fruits)：直接调用 choice 函数从列表中随机选择元素。

3. 使用 `import ... as ...` 为模块指定别名

当模块名较长或可能与当前代码中的名称冲突时，可以使用别名简化调用。

import pandas as pd
import numpy as np# 创建一个简单的 DataFrame
data = {'Name': ['Alice', 'Bob', 'Charlie'], 'Age': [25, 30, 35]}
df = pd.DataFrame(data)
print(df)# 创建一个 numpy 数组并计算平均值
arr = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
print(np.mean(arr))  # 输出 3.0

运行步骤解释：

import pandas as pd：导入 pandas 模块并指定别名为 pd。
import numpy as np：导入 numpy 模块并指定别名为 np。
pd.DataFrame(data)：使用 pandas 的 DataFrame 类创建表格数据。
np.array([1, 2, 3, 4, 5])：使用 numpy 创建数组，并调用 np.mean() 计算平均值。

导入自定义库/模块的方式

一、导入同级目录下的模块

如果自定义模块与主程序在同一目录下，可以直接导入。

my_project/
├── main.py
└── utils.py

utils.py 内容：

# utils.py
def add(a, b):return a + bdef multiply(a, b):return a * b

main.py 内容：

# main.py
import utilsresult1 = utils.add(3, 4)
result2 = utils.multiply(2, 5)print(result1)  # 输出 7
print(result2)  # 输出 10

运行步骤解释：

创建模块：在 utils.py 中定义了两个函数 add 和 multiply。
导入模块：在 main.py 中使用 import utils 导入同级目录下的 utils.py。
调用函数：通过 utils.add() 和 utils.multiply() 调用模块中的函数。

二、导入子目录中的模块（作为包）

如果自定义模块位于子目录中，需要创建 __init__.py 文件将其声明为包。

文件结构：

my_project/
├── main.py
└── mypackage/├── __init__.py  # 空文件，声明该目录是一个包└── math_utils.py

math_utils.py 内容：

# math_utils.py
def square(x):return x ** 2def cube(x):return x ** 3

main.py 内容：

python

运行

# main.py
from mypackage import math_utilsresult1 = math_utils.square(5)
result2 = math_utils.cube(3)print(result1)  # 输出 25
print(result2)  # 输出 27

运行步骤解释：

创建包：在 mypackage 目录下创建空的 __init__.py 文件（Python 3.3+ 允许省略，但建议保留）。
定义模块：在 math_utils.py 中编写功能函数。
导入模块：使用 from mypackage import math_utils 导入子目录中的模块。
调用函数：通过 math_utils.square() 调用模块中的函数。

三、使用相对导入（在包内部）

如果需要在包内部的模块之间相互导入，可以使用相对导入。

文件结构：

my_project/
├── main.py
└── mypackage/├── __init__.py├── math_utils.py└── stats.py

math_utils.py 内容：

# math_utils.py
def square(x):return x ** 2

stats.py 内容：

# stats.py
from .math_utils import square  # 相对导入def mean_square(numbers):return [square(n) for n in numbers]

main.py 内容：

# main.py
from mypackage.stats import mean_squareresult = mean_square([1, 2, 3])
print(result)  # 输出 [1, 4, 9]

运行步骤解释：

相对导入：在 stats.py 中使用 from .math_utils import square 导入同级模块。
. 表示当前包：相对导入中的 . 表示当前包目录。
避免直接运行包内模块：相对导入只能在包内部使用，直接运行 stats.py 会报错，需通过主程序导入调用。

如果需要导入不在当前目录或子目录中的模块，可以临时修改 sys.path。

文件结构：

my_project/
├── main.py
├── utils/
│   └── string_utils.py
└── helpers/└── date_utils.py

string_utils.py 内容：

# string_utils.py
def capitalize_words(text):return ' '.join(word.capitalize() for word in text.split())

main.py 内容：

# main.py
import sys
from pathlib import Path# 将上级目录的 utils 文件夹添加到模块搜索路径
sys.path.append(str(Path(__file__).parent.parent / 'utils'))from string_utils import capitalize_wordsresult = capitalize_words("hello world")
print(result)  # 输出 "Hello World"

运行步骤解释：