15 Python模块
本篇是 Python 系列教程第 15 篇，更多内容敬请访问我的 Python 合集
一个模块其实就是一个文件（以.py结尾）。使用模块的好处是便于维护和重用代码。
要创建一个模块，只需编写一个新的文本文件，保存为 .py 扩展名。
1 引入模块
1.1 导入整个模块
import mymodule
mymodule.some_function()
1.2 导入特定的函数或类
from mymodule import some_function
some_function()
1.3 导入所有内容
from mymodule import *
some_function() # 直接调用函数，无需模块前缀
1.4 使用别名
import mymodule as mm
mm.some_function()
2 常用模块
Python 的标准库非常庞大，提供了大量的内置模块来支持各种编程任务。这里列举了一些常用的模块及其主要用途：
2.1 标准库模块
2.1.1 os
操作系统相关功能，如读取环境变量、改变目录等。
import os
print(os.getcwd()) # 获取当前工作目录
2.1.2 sys
系统特定的一些变量和函数，如获取命令行参数、退出程序等。
import sys
print(sys.argv) # 获取命令行参数
2.1.3 math
数学函数，如平方根、对数等。
import math
print(math.sqrt(16)) # 计算平方根
2.1.4 random
生成随机数。
import random
print(random.randint(1, 100)) # 生成一个1到100之间的随机整数
2.1.5 datetime
日期和时间操作。
from datetime import datetime
print(datetime.now()) # 获取当前日期和时间
2.1.6 re
正则表达式支持。
import re
pattern = r'\d+'
result = re.findall(pattern, '123 abc 456')
print(result) # 输出所有匹配数字的字符串
2.1.7 json
JSON 编码和解码。
import json
data = {'name': 'John', 'age': 30}
json_str = json.dumps(data)
print(json_str) # 将字典转换为 JSON 字符串
2.1.8 collections
高级容器类型，如 defaultdict, Counter, deque 等。
from collections import defaultdict
d = defaultdict(int)
d['a'] += 1
print(d['a']) # 输出: 1
2.1.9 itertools
迭代工具，提供了高效的循环迭代器。
import itertools
for x in itertools.count(start=1):print(x)if x > 10:break # 无限计数，直到超过10
2.1.10 functools
高阶函数工具，如装饰器、偏函数等。
from functools import lru_cache
@lru_cache(maxsize=None)
def fib(n):if n < 2:return nreturn fib(n-1) + fib(n-2)
print(fib(10)) # 计算斐波那契数列第10项
2.1.11 pathlib
用于处理路径的现代接口。
from pathlib import Path
p = Path('/etc') / 'passwd'
print(p) # 输出: /etc/passwd
12. argparse
解析命令行参数和选项。
import argparse
parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument("--input", help="input file")
args = parser.parse_args()
print(args.input)
2.2 第三方模块
除了标准库之外，还有许多第三方模块可以安装和使用，例如：
- NumPy - 数值计算。
- Pandas - 数据分析。
- Matplotlib - 数据可视化。
- Requests - 发送 HTTP 请求。
- Flask - Web 开发框架。
- SQLAlchemy - 数据库抽象层。