Python模块与包 | 团子和蛋糕的笔记

Python模块概念

Python模块(module)：一个 .py 文件就是一个模块，模块是Python程序的基本组织单位。在模块中可以定义变量、函数、类，以及可执行的代码。

模块的好处

提高代码复用性
降低开发门槛
避免命名冲突

常见内置模块

模块名	功能说明
math	数学计算
random	随机数
os	操作系统
sys	系统参数
datetime	日期时间
time	时间访问
re	正则表达式
csv	csv文件操作

示例：随机点名器

python

import random

# 人物列表
names = ["王林", "李慕婉", "许立国", "韩立", "涛哥", "莫厉海", "十三", "虎咆", "红蝶", "天运子"]
print(random.choice(names))

模块导入方式

在使用模块中提供的功能之前，必须得先导入，再使用。

导入语法

导入形式	代码样例	调用方式
`import 模块名`	`import random, os`	`模块名.功能名`
`import 模块名 as 别名`	`import random as rd`	`别名.功能名`
`from 模块名 import 功能名`	`from random import randint, choice`	`功能名`
`from 模块名 import 功能名 as 别名`	`from random import randint as rint`	`别名`
`from 模块名 import *`	`from random import *`	`功能名`

示例

python

# 方式1：import 模块名
import random
print(random.randint(10, 100))

# 方式2：import 模块名 as 别名
import random as rd
print(rd.randint(10, 100))

# 方式3：from 模块名 import 功能名
from random import randint, choice
print(randint(10, 100))

# 方式4：from 模块名 import 功能名 as 别名
from random import randint as rint
print(rint(10, 100))

# 方式5：from 模块名 import *
from random import *
print(randint(10, 100))

模块导入小结

什么是模块？有什么用？
- 模块：就是一个python文件(.py)，其中就包含了变量、函数、类，以及可执行的代码
- 作用：提高代码复用性，降低开发门槛
导入模块的常用语法？（导入模块的语句，一般写在py文件的开头）
- import 模块名 [as 别名]
- from 模块名 import 功能名 [as 别名]
- from 模块名 import *

自定义模块

当开发一些复杂的项目，为了让项目结构更清晰，更便于项目的维护管理及代码的复用，可能会把一个项目拆分为若干个模块。

示例：项目模块拆分

python

# config.py - 基础配置项
PAGE_TITLE = "AI树洞"  # 页面标题
PAGE_ICON = "🤖"  # 页面icon
LAYOUT = "wide"  # 页面布局
INITIAL_SIDEBAR_STATE = "expanded"  # 侧边栏初始状态
HELP_URL = "https://www.extremelycoolapp.com/help"
SESSION_LOCATION = "sessions/"  # 会话数据存储位置

python

# session.py - 会话管理
import os

def load_session():
    sessions = []
    if os.path.exists("sessions"):
        for filename in os.listdir("sessions"):
            if filename.endswith(".json"):
                sessions.append(filename[:-5])
    return sorted(sessions, reverse=True)

python

# ai_partner.py - 主功能模块
from session import load_session, save_session

# 新建会话按钮
if st.button("新建会话", icon="✨", use_container_width=True):
    # 保存当前会话（如果有）
    if st.session_state.current_session:
        save_session(st.session_state.current_session)
    # 创建新会话
    new_session_name = generate_new_session_name()
    st.session_state.current_session = new_session_name

注意事项

每一个python文件都可以作为一个模块，模块的名字就是文件的名字（建议使用python标识符定义，规范命名）

`all` 变量

__all__ 是一个模块级别的特殊变量，用于指定 from 模块名 import * 时会导入哪些功能（*通配了哪些功能）。

示例

python

# my.py
__all__ = ["log_separator1", "log_separator3", "PI"]

PI = 3.1415926
NAME = "黑马☆涛哥"

def log_separator1():
    print("- " * 30)

def log_separator2():
    print("+ " * 30)

def log_separator3():
    print("# " * 30)

def log_separator4():
    print("* " * 30)

python

# test.py
from my import *

log_separator1()  # ✓ 可以使用
log_separator3()  # ✓ 可以使用
log_separator2()  # ✗ 报错，未导入
log_separator4()  # ✗ 报错，未导入

print(PI)  # ✓ 可以使用
print(NAME)  # ✗ 报错，未导入

注意事项

__all__ 控制的是 from ... import * 时，要导入的功能，并不会影响直接导入具体的功能（如：from ... import 功能）

`name` 变量

__name__ 是Python中非常重要的内置变量，表示的是当前模块的名称。

两种情况

当模块直接运行时：__name__ 的值为 "__main__"
当模块被导入时：__name__ 等于模块的文件名(不含.py后缀)

示例

python

# my_module.py
def greet():
    print("Hello!")

# 当直接运行时执行
if __name__ == "__main__":
    greet()  # 只有直接运行my_module.py时才会执行

`name` 与 `all` 小结

__name__ 与 __all__ 这两个特殊变量的作用是什么？
- __name__ 是Python中非常重要的内置变量，表示的是当前模块的名称
  - 当模块直接运行时：__name__ 的值为 "__main__"（if __name__ == "__main__"）
  - 当模块被导入时：__name__ 等于模块的文件名(不含.py后缀)
- __all__：控制 import * 时导入哪些功能

包的概念

包：本质就是一个文件夹，该文件夹中可以包含若干python模块（.py文件），文件夹下还包含了一个 __init__.py 文件。

包的作用

模块文件较多时，用来管理多个模块
包的本质也是一个模块

包的结构

utils/                    # 包名
├── __init__.py           # 描述当前包的信息的
├── my_fun.py             # 模块1
├── my_var.py             # 模块2
└── my_config.py          # 模块3

包的导入方式

导入形式	代码样例	调用方式
`import 包名.模块名`	`import utils.my_fun`	`包名.模块名.功能名`
`from 包名 import 模块名`	`from utils import my_fun`	`模块名.功能名`
`from 包名 import *`	`from utils import *`	`模块名.功能名`
`from 包名.模块名 import 功能名`	`from utils.my_fun import log_separator1`	`功能名`
`from 包名.模块名 import *`	`from utils.my_fun import *`	`功能名`

示例

python

# 方式1：import 包名.模块名
import utils.my_fun
utils.my_fun.log_separator1()

# 方式2：from 包名 import 模块名
from utils import my_fun
my_fun.log_separator1()

# 方式3：from 包名 import *
from utils import *
my_fun.log_separator1()

# 方式4：from 包名.模块名 import 功能名
from utils.my_fun import log_separator1
log_separator1()

# 方式5：from 包名.模块名 import *
from utils.my_fun import *
log_separator1()

包导入的路径

python

# 相对路径：从当前文件所在目录开始查找
from utils.my_fun import log_separator1, log_separator3

# 绝对路径：从项目的根目录下开始查找
from 第二章.utils.my_fun import log_separator1, log_separator3

包小结

什么是包？有什么作用？
- 包就是一个文件夹，里面可以存储很多Python模块（py文件），通过包可以对模块进行归类
__init__.py 文件的作用？
- 标识这是一个包，而不是普通的文件夹
- 控制在 import * 时导入的模块列表（__all__ 变量）
导入包的方式？
- import 包名.模块名
- from 包名 import 模块名
- from 包名 import *
- from 包名.模块名 import 功能名
- from 包名.模块名 import *

总结口诀

模块：一个py文件就是一个模块
导入：import先导入，再用模块名.功能名
别名：as起别名，方便书写好记忆
from：from导入功能，直接用功能名
通配符：import *全部导入，__all__来控制
name：直接运行是__main__，被导入是模块名
包：文件夹加__init__，管理多个模块用
路径：相对从当前找，绝对从根目录找

练习题

一、知识回顾（读完直接做下面的实践题）

模块：一个 .py 文件就是一个模块，模块名就是文件名（不含后缀）；模块的好处有提高代码复用性、降低开发门槛、避免命名冲突
常见内置模块按功能分：数学计算 math、随机数 random、操作系统 os、系统参数 sys、日期时间 datetime、正则表达式 re
导入模块的语句一般写在 py 文件的开头（最前面）；import random, os 说明一次可以导入多个模块
import 模块名 之后调用要写 模块名.功能名；import 模块名 as 别名 之后调用写 别名.功能名
from 模块名 import 功能名 之后调用直接写 功能名；from 模块名 import 功能名 as 别名 之后调用写 别名；from 模块名 import * 表示把模块里的功能全部导入
__all__ 是模块级别的特殊变量，用来指定 from 模块名 import * 时导入哪些功能；它不影响 from 模块名 import 具体功能
__name__ 表示当前模块的名称：模块直接运行时值是 "__main__"，被导入时值是模块的文件名（不含 .py 后缀）
包的本质是一个文件夹，其中必须包含 __init__.py 文件；它的作用一是标识这是包，二是用 __all__ 变量控制 import * 时导入哪些模块
包的导入：import 包名.模块名 调用时写 包名.模块名.功能名；from 包名 import 模块名 调用时写 模块名.功能名；from 包名.模块名 import 功能名 调用时直接写 功能名
包的导入路径：相对路径从当前文件所在目录开始查找，绝对路径从项目的根目录开始查找

二、裸写题

2-1 随机点名器（三种导入方式） 准备一个 5 人名单，用三种不同的导入方式各抽一次名并打印：① 导入模块名 ② 导入模块并起别名 ③ 只导入需要的那一个功能。
批改（2026-09-28）：✅ 正确。import random / import random as r / from random import choice 三种写法都对，实测三次抽名结果随机。
- 提示（先自己想，实在想不出再点开）
一级 · 思路：三种写法的区别只在导入语句，以及调用时要不要写模块名/别名 二级 · 方法：import random / import random as rd / from random import choice，功能是 choice(名单)三级 · 骨架：import random as ____ → print(____.choice(names))
- 参考答案（做完再点开）
python
```
# 2-1 三种导入方式
names = ["王林", "李慕婉", "许立国", "韩立", "涛哥"]

import random                       # 方式1：模块名.功能名
print("方式1：", random.choice(names))

import random as rd                 # 方式2：别名.功能名
print("方式2：", rd.choice(names))

from random import choice           # 方式3：直接用功能名
print("方式3：", choice(names))
```
2-2 自定义模块 + 主程序保护
1. 在本目录新建 my_tools.py：定义一个函数打印一句问候，再定义一个变量保存作者名
2. 给它加上主程序保护，让其中一行"自我介绍"的测试代码只在直接运行这个文件时执行
3. 回到本文件里导入这个模块，调用它的函数、打印它的变量
4. 分别运行"直接运行 my_tools.py"和"运行本文件"，观察那行测试代码有没有执行
批改（2026-09-28）：✅ 正确。my_tools.py 里函数、变量、if __name__ == "__main__": 保护都到位；实测直接运行 my_tools.py 会打印那行自我介绍，被 test_02 导入时不打印——保护块生效。
- 提示（先自己想，实在想不出再点开）
一级 · 思路：模块被导入时也有一个"当前模块名"，只是值变成了文件名，用它就能区分"直接运行"和"被导入" 二级 · 方法：if __name__ == "__main__":；导入用 import 模块名，调用写 模块名.功能名三级 · 骨架：if ____ == "__main__":
- 参考答案（做完再点开）
python
```
# 2-2 my_tools.py（新建的文件）
# def say_hi():
#     print("你好，我是自定义模块里的函数")
#
# AUTHOR = "涛哥"
#
# if __name__ == "__main__":
#     print("my_tools 被直接运行，当前模块名：", __name__)
#     say_hi()

# 2-2 本文件里：
import my_tools

my_tools.say_hi()
print("模块里的变量 AUTHOR =", my_tools.AUTHOR)
print("当前模块名：", __name__)      # __main__
# 运行本文件：my_tools 的保护块不执行；直接运行 my_tools.py：保护块才执行
```
2-3 控制通配导入的范围
1. 在 my_tools.py 里再补上 3 个打印分隔线的函数和 1 个变量
2. 用模块级的特殊变量只放行其中 2 个功能（其余的不让 import * 拿到）
3. 在本文件里用通配方式导入，逐个使用这 4 个功能：不能用的先注释掉，并在旁边写明报错原因
批改（2026-09-28）：⚠️ 两处：① __all__ 只放行 print_hello、print_jian 是对的，但注释掉的两行没写报错原因（题面要求写明），应该补一句 # ✗ NameError: name 'print_jia' is not defined；② my_tools.py 里 print_jia 印的是 -×30，题面要求三个函数分别用 -、+、#（print_jia 应该是 +；你在 utils/my_fun.py 里写对了）。
- 提示（先自己想，实在想不出再点开）
一级 · 思路：通配导入默认把模块里的功能全搬过来，可以用一个列表变量限定白名单 二级 · 方法：__all__ = ["功能名", ...]（写的是字符串名字） 三级 · 骨架：____ = ["log_separator1", "PI"]
- 参考答案（做完再点开）
python
```
# 2-3 my_tools.py 里补上：
# __all__ = ["log_separator1", "PI"]
# PI = 3.1415926
# NAME = "黑马☆涛哥"
# def log_separator1(): print("- " * 30)
# def log_separator2(): print("+ " * 30)
# def log_separator3(): print("# " * 30)

# 2-3 本文件里：
from my_tools import *

log_separator1()      # ✓ 放行了
print(PI)             # ✓ 放行了

# log_separator2()    # ✗ NameError: name 'log_separator2' is not defined
# print(NAME)         # ✗ NameError: name 'NAME' is not defined
```

三、综合题

3-1 把一个小项目拆成包 照着笔记里"项目模块拆分"的思路做一遍：
1. 在本目录下建包 utils/：里面要有描述包信息的文件、一个放函数的模块 my_fun.py、一个放常量的模块 my_var.py
2. my_fun.py 里定义 3 个打印分隔线的函数（分别用 -、+、# 重复 30 次）；my_var.py 里定义 PI = 3.1415926 和 NAME = "黑马☆涛哥"
3. 在包描述文件里用模块级特殊变量放行这两个模块，使 from utils import * 能拿到它们
4. 在本文件里用三种方式各导入一次并调用，观察调用写法有什么区别：① 导入"包.模块" ② 从包里导入模块 ③ 从"包.模块"里导入功能
5. 最后打印本文件的当前模块名，想一想直接运行本文件时它的值是什么
批改（2026-09-28）：⚠️ 包结构、__init__.py 里的 __all__、三种导入方式与输出全对（utils/ 下 my_fun.py、my_var.py 都在，-/+/# 三种分隔线也对）；唯一漏做的是第 5 步——没打印本文件的当前模块名（应该是 __main__）。
- 提示（先自己想，实在想不出再点开）
一级 · 思路：包 = 文件夹 + __init__.py；导入的层级不同，调用时写的前缀就不同 二级 · 方法：import utils.my_fun / from utils import my_var / from utils.my_fun import log_separator1；包描述文件里写 __all__ = ["my_fun", "my_var"]三级 · 骨架：import utils.my_fun → utils.my_fun.____() ／ from utils import ____ → my_var.PI
- 参考答案（做完再点开）
python
```
# utils/__init__.py（描述包信息，并控制 import * 时导入哪些模块）
__all__ = ["my_fun", "my_var"]

# utils/my_fun.py
def log_separator1():
    print("- " * 30)

def log_separator2():
    print("+ " * 30)

def log_separator3():
    print("# " * 30)

# utils/my_var.py
PI = 3.1415926
NAME = "黑马☆涛哥"

# 本文件里：
# ① import 包名.模块名  →  包名.模块名.功能名
import utils.my_fun
utils.my_fun.log_separator1()

# ② from 包名 import 模块名  →  模块名.功能名
from utils import my_var
print("② 从包里导入模块：", my_var.PI, my_var.NAME)

# ③ from 包名.模块名 import 功能名  →  功能名
from utils.my_fun import log_separator3
log_separator3()

# ④ from 包名 import *（受 __init__.py 里 __all__ 控制） →  模块名.功能名
from utils import *
my_fun.log_separator2()

# ⑤ from 包名.模块名 import *  →  功能名
from utils.my_var import *
print("⑤ 通配导入模块：", NAME)

print("当前模块名：", __name__)      # __main__
```

Python模块概念 ​

模块的好处 ​

常见内置模块 ​

示例：随机点名器 ​

模块导入方式 ​

导入语法 ​

示例 ​

模块导入小结 ​

自定义模块 ​

示例：项目模块拆分 ​

注意事项 ​

__all__ 变量 ​

示例 ​

注意事项 ​

__name__ 变量 ​

两种情况 ​

示例 ​

__name__ 与 __all__ 小结 ​

包的概念 ​

包的作用 ​

包的结构 ​

包的导入方式 ​

示例 ​

包导入的路径 ​

包小结 ​

总结口诀 ​

相关 ​

练习题 ​

一、知识回顾（读完直接做下面的实践题） ​

二、裸写题 ​

三、综合题 ​

Python模块概念

模块的好处

常见内置模块

示例：随机点名器

模块导入方式

导入语法

示例

模块导入小结

自定义模块

示例：项目模块拆分

注意事项

`all` 变量

示例

注意事项

`name` 变量

两种情况

示例

`name` 与 `all` 小结

包的概念

包的作用

包的结构

包的导入方式

示例

包导入的路径

包小结

总结口诀

相关

练习题

一、知识回顾（读完直接做下面的实践题）

二、裸写题

三、综合题