在Python中，我們經常需要用到各種現成的功能來簡化代碼，比如計算數學運算、處理字符串或文件等。這些功能通常被封裝在“模塊”中，就像一個個“工具箱”，裏面裝滿了可用的工具（函數、變量、類等）。要使用這些工具，我們需要通過import語句把模塊“導入”到當前代碼中，這就是Python模塊導入的核心概念。
一、什麼是模塊？¶
簡單來說，模塊就是一個Python文件（.py文件），裏面包含了函數、變量或類等可複用的代碼。比如Python自帶的math模塊，裏面有sqrt（平方根）、pi（圓周率）等工具；你自己寫的.py文件（比如my_utils.py）也可以被視爲一個模塊。
二、爲什麼要導入模塊？¶
如果沒有模塊，我們需要自己從頭編寫所有功能（比如計算平方根、處理字符串），這會讓代碼變得冗長且難以維護。通過導入模塊，我們可以直接複用他人或自己寫好的代碼，大幅提高開發效率。
三、常用的模塊導入方式¶
Python提供了多種導入模塊的語法，每種方式適用於不同場景，下面逐個介紹：
1. 基本導入：import 模塊名¶
這是最基礎的導入方式，格式爲import 模塊名，導入後可以通過模塊名.功能名的方式調用模塊內的工具。
示例：導入Python標準庫中的math模塊，計算平方根：
import math # 導入math模塊
# 使用模塊內的sqrt函數（平方根）
result = math.sqrt(4)
print(result) # 輸出：2.0
解釋：math.sqrt(4)表示從math模塊中調用sqrt函數，math是模塊名，sqrt是模塊內的函數名。
2. 重命名導入：import 模塊名 as 別名¶
如果模塊名較長（比如mathematics），可以通過as給模塊起一個簡短的別名，方便後續調用。
示例：給math模塊起別名m：
import math as m # 導入math模塊並起別名爲m
result = m.sqrt(4)
print(result) # 輸出：2.0
適用場景：模塊名太長時（如numpy），或團隊約定使用固定別名（如np）。
3. 導入特定功能：from 模塊名 import 功能名¶
如果只需要模塊中的某個特定功能（比如只需要sqrt函數，不需要整個math模塊），可以直接導入該功能，無需加模塊前綴。
示例：直接導入math模塊的sqrt函數：
from math import sqrt # 只導入sqrt函數
result = sqrt(4)
print(result) # 輸出：2.0
還可以導入多個功能：
from math import sqrt, pi # 導入sqrt和pi兩個功能
result1 = sqrt(4)
result2 = pi
print(result1, result2) # 輸出：2.0 3.1415926...
4. 導入所有功能：from 模塊名 import *¶
用*表示導入模塊中的所有功能，這樣可以直接使用功能名，無需加模塊前綴。但不推薦頻繁使用，因爲可能導致命名衝突（比如你定義了一個sqrt變量，會覆蓋模塊中的sqrt函數）。
示例（不推薦）：
from math import * # 導入math所有功能
result = sqrt(4)
print(result) # 輸出：2.0
注意：*會導入模塊中所有以非下劃線開頭的功能，可能污染代碼命名空間，建議優先使用顯式導入（如from math import sqrt）。
5. 導入子模塊或深層功能¶
當模塊中包含子模塊（即嵌套的模塊結構）時，需要逐層導入。
示例：處理文件路徑的os.path子模塊：
# 方式1：導入整個os.path子模塊
import os.path
# 使用os.path中的exists函數（判斷文件是否存在）
if os.path.exists("example.txt"):
print("文件存在")
# 方式2：直接導入exists函數
from os.path import exists
if exists("example.txt"):
print("文件存在")
6. 導入自定義模塊¶
如果自己寫了一個.py文件（比如my_module.py），裏面包含函數、變量或類，也可以導入使用。
示例：
假設my_module.py文件內容如下：
# my_module.py
def add(a, b):
return a + b
PI = 3.14159
在另一個Python文件中導入my_module：
# 導入整個自定義模塊
import my_module
sum_result = my_module.add(1, 2)
pi_value = my_module.PI
print(sum_result, pi_value) # 輸出：3 3.14159
# 導入特定功能（變量/函數/類）
from my_module import add, PI
sum_result = add(1, 2)
pi_value = PI
print(sum_result, pi_value) # 輸出：3 3.14159
注意：自定義模塊的文件名不能與Python標準庫模塊名衝突（比如不能叫math.py，否則會覆蓋標準庫的math模塊）。
四、常見問題與注意事項¶
-
找不到模塊（ImportError）：
錯誤原因：Python解釋器找不到要導入的模塊。
解決方法：檢查模塊文件名是否正確（比如是否拼寫錯誤），以及模塊是否在當前工作目錄（或已添加到sys.path中）。 -
命名衝突：
如果導入的多個模塊中有同名功能，會覆蓋之前的定義。例如：
from math import sqrt
from cmath import sqrt # cmath是複數模塊，sqrt功能會覆蓋上面的sqrt
result = sqrt(4 + 0j) # 此時調用的是cmath.sqrt，結果是2j
解決方法：使用別名或顯式指定模塊：from cmath import sqrt as csqrt。
- 避免用
import *：
如前所述，import *可能導致命名衝突，推薦顯式導入需要的功能（如from math import sqrt）。
五、總結¶
模塊導入是Python中複用代碼的核心技巧，掌握以下要點即可應對大部分場景：
- 基礎導入：import 模塊名，用模塊名.功能名調用。
- 重命名導入：import 模塊名 as 別名，簡化長模塊名。
- 特定功能導入：from 模塊名 import 功能名，直接使用功能名。
- 自定義模塊導入：確保文件名不衝突，用import 自定義模塊名或from 自定義模塊名 import 功能。
通過合理使用導入語法，你的代碼會更簡潔、易維護，也能更高效地利用Python生態中的資源。