Python import: 引入外部模塊並且使用模塊中的函數、變數或類

Python是一門功能強大的語言，可以讓我們使用許多內置函數和模塊來處理各種任務。但是，有時候這些內置函數和模塊並不能完全滿足我們的需求，這時候就需要引入外部模塊來使用。在Python中，我們可以使用import語句來引入外部模塊，並且使用這些模塊中的函數、變數或類。

一、基本使用

使用import語句可以將一個模塊中的定義導入到當前模塊的命名空間中。模塊可以是Python標準庫中的模塊，也可以是我們自己編寫的模塊。

    import 模塊名
    from 模塊名 import 對象名

比如，我們可以使用以下代碼來導入Python標準庫中的math模塊：

    import math

此時，我們就可以使用math模塊中定義的函數和常量，比如：

    import math

    print(math.pi)  # 3.141592653589793
    print(math.sin(math.pi / 2))  # 1.0
    print(math.sqrt(16))  # 4.0

我們還可以使用from-import語句從模塊中導入指定對象，比如：

    from math import pi, sin, sqrt

    print(pi)  # 3.141592653589793
    print(sin(pi / 2))  # 1.0
    print(sqrt(16))  # 4.0

這樣，我們可以直接使用變數pi、函數sin和函數sqrt，而不需要使用模塊名作為前綴。

二、自定義模塊

在Python中，我們可以編寫自己的模塊，也可以使用其他開發者編寫的模塊。為了編寫自己的模塊，我們只需要編寫包含Python代碼的普通.py文件，並將該文件放入一個包含__init__.py文件的文件夾中。__init__.py文件指定了包的導入行為。

例如，假設我們有一個名為my_module的模塊，它包含以下代碼：

    def func(x):
        return x * x

我們可以在同一目錄下創建一個名為main.py的文件，用於調用my_module中的函數。

    import my_module

    print(my_module.func(3))  # 9

這樣就可以使用my_module中定義的函數，而my_module.py本身不需要做任何修改。

三、使用as關鍵字

在Python中，我們可以使用as關鍵字給模塊、函數或變數指定別名。這樣可以讓代碼更加簡潔易讀。

例如，我們可以使用以下代碼導入math模塊，並將其命名為m：

    import math as m

    print(m.sin(m.pi / 2))  # 1.0

我們還可以使用as關鍵字給導入的函數或變數指定別名，比如：

    from math import sin as s, pi as p

    print(s(p / 2))  # 1.0

四、使用*導入所有對象

在Python中，我們可以使用*通配符導入模塊中的所有對象。這樣做雖然可以讓代碼更加簡單，但是不太安全，因為可能會覆蓋現有的變數或函數。

例如：

    from math import *

    print(pi)  # 3.141592653589793
    print(sin(pi / 2))  # 1.0
    print(sqrt(16))  # 4.0

由於使用了*通配符，我們可以直接使用math模塊中的所有函數和常量。

五、使用dir函數查看模塊中的定義

在Python中，我們可以使用內置函數dir()來查看模塊中定義的所有名稱。dir()函數返回一個列表，其中包含了模塊中所有的變數、函數和類的名稱。

例如，我們可以使用以下代碼來查看math模塊中的所有名稱：

    import math

    print(dir(math))

運行結果中會輸出math模塊中的所有變數、函數和類的名稱：

    ['__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'acos', 'acosh', 'asin', 'asinh', 'atan', 'atan2', 'atanh', 'ceil', 'comb', 'copysign', 'cos', 'cosh', 'degrees', 'dist', 'e', 'erf', 'erfc', 'exp', 'expm1', 'fabs', 'factorial', 'floor', 'fmod', 'frexp', 'fsum', 'gamma', 'gcd', 'hypot', 'inf', 'isclose', 'isfinite', 'isinf', 'isnan', 'isqrt', 'lcm', 'ldexp', 'lgamma', 'log', 'log10', 'log1p', 'log2', 'modf', 'nan', 'perm', 'pi', 'pow', 'prod', 'radians', 'remainder', 'sin', 'sinh', 'sqrt', 'tan', 'tanh', 'tau', 'trunc']

通過dir()函數，我們可以快速了解一個模塊中定義的所有對象。

六、使用help函數獲取幫助信息

Python中的每個模塊、函數和類都有相應的文檔字元串。文檔字元串中包含了有用的信息，比如對象的使用說明、參數說明以及返回值說明等。

我們可以使用內置函數help()來獲取指定對象的文檔字元串。

例如，我們可以使用以下代碼來查看math模塊中sin函數的文檔字元串：

    import math

    help(math.sin)

運行結果中會輸出sin函數的文檔字元串：

    Help on built-in function sin in module math:

    sin(x, /)
        Return the sine of x (measured in radians).

通過help()函數，我們可以獲取到對象的詳細使用說明。

七、總結

在Python中，使用import語句可以引入外部模塊，並且使用這些模塊中的函數、變數或類。我們可以使用from-import語句從模塊中導入指定對象，使用as關鍵字給模塊、函數或變數指定別名，使用*通配符導入模塊中的所有對象。此外，我們還可以使用dir()函數查看模塊中定義的所有名稱，使用help()函數獲取對象的幫助文檔。