第7节：模块化
Python 自带了很多非常有用的模块，这些模块构成了 Python 标准库 (Python Standard Library)。标准库是 Python 安装时就自带的，包含了处理文本、数学运算、日期时间、文件操作、网络通信等各种功能的模块。这意味着你不需要额外安装任何东西，就可以直接使用这些强大的功能。
1. 导入模块
要在你的 Python 程序中使用一个模块里的功能，首先需要将这个模块导入 (Import) 到当前的程序中。导入模块最常用的方式是使用 import 关键字。
语法：
import module_name
import是导入关键字。module_name是你想要导入的模块的名称（通常是模块文件的名字，不带.py后缀）。
示例：导入数学模块 math
import math # 导入 Python 内置的 math 模块
一旦导入了模块，你就可以使用该模块中定义的函数或变量了。
2. 使用模块中的功能
导入模块后，要使用模块里的函数或变量，通常需要通过 模块名. 的方式来调用。
语法：
模块名.函数名(参数)
模块名.变量名
示例：使用 math 模块的功能
math 模块提供了很多数学相关的函数和常量。
import math
## 使用 math 模块中的 sqrt() 函数计算平方根
result = math.sqrt(16) # 计算 16 的平方根
print(result) # 输出: 4.0
## 使用 math 模块中的 pi 常量 (圆周率)
print(math.pi) # 输出: 3.141592653589793
## 使用 math 模块中的 pow() 函数计算幂 (类似 **)
power = math.pow(2, 3) # 计算 2 的 3 次方
print(power) # 输出: 8.0
示例：使用 random 模块生成随机数
random 模块用于生成各种随机数。
import random
## 生成一个 1 到 10 之间的随机整数 (包含 1 和 10)
random_integer = random.randint(1, 10)
print("随机整数:", random_integer)
## 从列表中随机选择一个元素
my_list = ["苹果", "香蕉", "橘子"]
random_fruit = random.choice(my_list)
print("随机选择的水果:", random_fruit)
## 生成一个 0.0 到 1.0 之间的随机浮点数
random_float = random.random()
print("随机浮点数:", random_float)
只导入模块中的特定功能 (可选)
有时我们只需要模块中的某一个或几个函数，可以使用 from ... import ... 的语法。
from math import sqrt, pi # 只导入 math 模块中的 sqrt 函数和 pi 常量
## 现在可以直接使用 sqrt 和 pi，不需要加模块名 math. 前缀
result = sqrt(25)
print(result) # 输出: 5.0
print(pi) # 输出: 3.14159...
## ---
from random import randint # 只导入 randint 函数
random_num = randint(100, 200)
print(random_num)
这种方式可以少写一些代码，但如果导入的函数名与你自己的变量或函数名冲突，可能会引起混淆。对于初学者，推荐先掌握标准的 import module_name 方式。
3. 简单实践
尝试结合之前学过的知识和 math、random 模块来解决一些小问题。
示例：计算圆的面积
import math
radius = 5 # 圆的半径
area = math.pi * (radius ** 2) # 面积 = π * r²
## 或者使用 math.pow(): area = math.pi * math.pow(radius, 2)
print("半径为", radius, "的圆面积是:", area)
示例：模拟掷骰子
import random
dice_roll = random.randint(1, 6) # 骰子点数是 1 到 6
print("你掷出的点数是:", dice_roll)
if dice_roll == 6:
print("恭喜，掷出了 6！")
elif dice_roll == 1:
print("运气不太好，掷出了 1。")
4. 练习
- 导入
math模块，计算9的平方根并打印出来。 - 导入
random模块，生成一个1到100之间的随机整数，并判断这个数是奇数还是偶数，打印相应的结果（例如 "生成的随机数 X 是奇数/偶数"）。 - 创建一个包含几个颜色的列表（例如
colors = ["red", "green", "blue", "yellow"]），导入random模块，并使用random.choice()随机选择一个颜色打印出来。
在实际项目开发中，我们不仅要使用标准库模块，还需要使用第三方模块，下一节，我们将学习如何使用第三方模块。