Python入门教程9:import和常用库(上）-尧图网站建设

目录
一：import语句
1.为什么需要 import？
2.四种基本的 import方式
1. 导入整个模块：
2. 导入模块并起别名：
3. 从模块中导入特定的对象（函数/变量/类）:
4. 导入模块中的所有内容
3.导入自己写的模块
4.什么是"包"（Package）?
二：常用的标准库模块
1.os库
1.文件路径操作
2.目录操作
3.文件操作
4.环境变量
5.执行系统命令
2.datetime库
1.date
2.time（注意：time对象不支持加减运算。）
3.datetime
4.timedelta

一：import语句

1.为什么需要`import`？

在 Python 中，我们通常不会把所有代码写在一个文件里。为了代码复用、结构清晰和团队协作，我们会把功能拆分到不同的文件中。

模块（Module）：一个.py文件就是一个模块。
包（Package）：一个包含多个模块（以及__init__.py文件）的文件夹就是一个包。

import就是用来把这些模块或包里的功能“拿”到当前文件中使用的命令。

2.四种基本的`import`方式

Python中有一个标准库模块math，提供数学运算功能，以下是四种最常见的导入方式：

1. 导入整个模块：

import math #导入math模块 # 使用模块名作为前缀来调用函数 result = math.sqrt(16) print(result) # 输出: 4.0

2. 导入模块并起别名：

import math as m #给math库起一个别名。 result = m.sqrt(16) print(result) # 输出: 4.0

但要注意，给一个库起了别名之后，就不能再用原来的名字了，否则会报错，就像这个样子

import math as m #给math库起一个别名。 result = m.sqrt(16) print(result) # 输出: 4.0 errorresult = math.sqrt(16) print(errorresult) """输出: Traceback (most recent call last): File "/Users/m/Desktop/CSDN/1.py", line 5, in <module> errorresult = math.sqrt(16) ^^^^ NameError: name 'math' is not defined"""

3. 从模块中导入特定的对象（函数/变量/类）:

from math import pi print(pi)#输出：3.141592653589793

注意：如果当前文件里也有一个叫sqrt的变量，会被覆盖（命名冲突）。就比如说这样子：

pi=1.45 print(pi)#此时pi等于1.45 from math import pi print(pi)#此时pi等于3.141592653589793 pi=0 print(pi)#此时pi等于0

4. 导入模块中的所有内容

from math import *#相当于:import math.sqrt,math.cos,math.pi....... print(sqrt(16)) print(cos(0))

但一般来说不推荐使用这种方式，因为这种方式一次性导入了大量的名字，容易造成混淆，托慢代码效率。

3.导入自己写的模块

首先在终端执行以下命令，我用的是Zsh终端,如果操作系统不同的，可以在图形化界面创建，或者使用别的命令：

m@MacBookAir ~ % cd ~/Desktop m@MacBookAir Desktop % mkdir mymodule m@MacBookAir Desktop % cd mymodule m@MacBookAir mymodule % touch main.py utils.py

main.py内容:

import utils message = utils.greet("Alice") print(message) # 或者 from utils import greet print(greet("Bob"))

utils.py内容:

def greet(name): return f"Hello, {name}!"

输出结果应该是：

Hello, Alice!
Hello, Bob

试一试：修改utils.py，添加一个max(a,b)方法，用户输入两个数值,返回其中大的那一个，然后在main.py调用它。

4.什么是"包"（Package）?

当模块越来越多，我们就用文件夹来组织它们，这就是包。

包的文件结构大致如下图所示：

my_project/
│
├── main.py
└── my_package/
├── __init__.py # 告诉 Python 这个文件夹是一个包（有时可省略，但建议保留）
├── module_a.py
└── module_b.py

在main.py中导入包里的模块：

from my_package import module_a from my_package.module_b import some_function

试一试：修改module_a.py和module_b.py，添加一个分别添加各一个方法，然后在main.py调用它。

二：常用的标准库模块

Python 自带了非常丰富的“标准库”，安装 Python 后即可直接导入使用，无需额外安装，上文我们使用的math，就是Python自带的一个标准库，下面列举几个比较常用的Python的标准库，下面将一一列举讲解：

Python的常用标准库
标准库名	简介
os	与操作系统交互（创建/删除目录、环境变量）
datetime	处理日期、时间、时间差
math	基础数学运算（幂、对数、三角函数）
random	生成随机数、随机抽奖
sys	访问 Python 解释器变量（如命令行参数）
platform	获取操作系统信息
subprocess	在 Python 中运行系统命令（如`ls`,`ping`）
argparse	编写专业的命令行工具（解析参数）

1.os库

os库是 Python 标准库中最基础、最核心的库之一，意思是Operating System（操作系统）。它提供了一个可移植的方式，让你可以使用 Python 代码来与操作系统进行交互，比如操作文件和文件夹、获取环境变量、执行系统命令等，无论你是在 Windows、macOS 还是 Linux 上运行代码，os库都能帮你屏蔽底层系统的差异。

1.文件路径操作

在处理文件路径时，不同操作系统的分隔符不同（Windows 是\`，Linux/macOS 是/），永远不要手动拼接路径字符串，请使用os.path

函数	作用	示例
`os.path.join()`	智能拼接路径（最常用）	`os.path.join('folder', 'file.txt')`
`os.path.abspath()`	获取绝对路径	`os.path.abspath('test.py')`
`os.path.dirname()`	获取文件所在的目录名	`os.path.dirname('/a/b/c.txt')`→`/a/b`
`os.path.basename()`	获取文件名（含扩展名）	`os.path.basename('/a/b/c.txt')`→`c.txt`
`os.path.exists()`	判断路径是否存在	`os.path.exists('./data')`
`os.path.isfile()`	判断是否是文件	`os.path.isfile('a.txt')`
`os.path.isdir()`	判断是否是目录	`os.path.isdir('docs')`
`os.path.splitext()`	分离文件名和扩展名	`os.path.splitext('img.jpg')`→`('img', '.jpg')`
`os.path.getsize()`	获取文件大小（字节）	`os.path.getsize('a.txt')`

2.目录操作

函数	作用	示例
`os.getcwd()`	获取当前工作目录	`os.getcwd()`
`os.chdir()`	切换当前工作目录	`os.chdir('../')`
`os.listdir()`	列出指定目录下的所有文件和文件夹	`os.listdir('.')`
`os.mkdir()`	创建单个目录（父目录必须存在）	`os.mkdir('new_folder')`
`os.makedirs()`	递归创建多级目录	`os.makedirs('a/b/c')`
`os.rmdir()`	删除空目录	`os.rmdir('empty_folder')`
`os.removedirs()`	递归删除空目录	`os.removedirs('a/b/c')`

3.文件操作

虽然读写文件内容通常用内置的open()函数，但os提供了文件的重命名、删除和权限修改功能：

函数	作用	示例
`os.rename()`	重命名或移动文件	`os.rename('old.txt', 'new.txt')`
`os.remove()`	删除文件	`os.remove('trash.txt')`
`os.chmod()`	修改文件权限（Linux/Mac）	`os.chmod('script.sh', 0o755)`

4.环境变量

环境变量是操作系统中的全局键值对，常用于存储数据库密码、API Key 等敏感信息。

函数/属性	作用	示例
`os.environ`	获取所有环境变量（字典形式）	`os.environ`
`os.getenv()`	获取指定环境变量（推荐，不存在返回 None）	`os.getenv('HOME')`
`os.environ['KEY']`	设置或获取环境变量	`os.environ['MY_VAR'] = '123'`

5.执行系统命令

函数	作用	注意事项
`os.system()`	执行一条系统命令	简单粗暴，无法获取命令输出，有安全风险
`os.popen()`	执行命令并获取输出	已逐渐被`subprocess`取代

2.datetime库

datetime是 Python 处理日期和时间的标准库，几乎在所有项目中都会用到——无论是记录日志时间戳、计算任务耗时、还是处理用户的生日或预约时间，都离不开它。

datetime模块里其实包含了几个不同的类：

类名	作用	包含信息	示例
`date`	只处理日期	年、月、日	`2026-08-15`
`time`	只处理时间	时、分、秒、微秒	`14:30:00`
`datetime`	日期 + 时间（最常用）	年、月、日、时、分、秒	`2026-08-15 14:30:00`
`timedelta`	时间差	天、秒、微秒（用于加减运算）	相差 7 天 3 小时

1.date

属性 / 方法	类型	说明	示例
`year`	实例属性	年份	`d.year`→`2026`
`month`	实例属性	月份（1–12）	`d.month`→`8`
`day`	实例属性	日期（1–31）	`d.day`→`15`
`today()`	类方法	返回当前本地日期	`date.today()`
`fromtimestamp(ts)`	类方法	从时间戳创建日期	`date.fromtimestamp(1784567890)`
`fromisoformat(s)`	类方法	从 ISO 格式字符串解析	`date.fromisoformat("2026-08-15")`
`replace()`	实例方法	替换指定字段，返回新对象	`d.replace(year=2030)`
`strftime(fmt)`	实例方法	格式化为字符串	`d.strftime("%Y/%m/%d")`
`isoformat()`	实例方法	返回 ISO 8601 格式字符串	`d.isoformat()`→`"2026-08-15"`
`weekday()`	实例方法	星期几（周一=0, 周日=6）	`d.weekday()`→`5`
`isoweekday()`	实例方法	星期几（周一=1, 周日=7）	`d.isoweekday()`→`6`
`isocalendar()`	实例方法	返回 (年, 第几周, 星期几)	`d.isocalendar()`→`(2026, 33, 6)`
`toordinal()`	实例方法	转为 Gregorian 序数日	`d.toordinal()`
`min`	类属性	最小可表示日期	`date.min`→`0001-01-01`
`max`	类属性	最大可表示日期	`date.max`→`9999-12-31`

支持的操作：

操作	示例	结果类型
加时间差	`date(2026, 8, 15) + timedelta(days=7)`	`date`
减时间差	`date(2026, 8, 15) - timedelta(days=3)`	`date`
两日期相减	`date(2026, 8, 15) - date(2026, 1, 1)`	`timedelta`

2.time（注意：`time`对象不支持加减运算。）

属性 / 方法	类型	说明	示例
`hour`	实例属性	小时（0–23）	`t.hour`→`14`
`minute`	实例属性	分钟（0–59）	`t.minute`→`30`
`second`	实例属性	秒（0–59）	`t.second`→`45`
`microsecond`	实例属性	微秒（0–999999）	`t.microsecond`→`123456`
`tzinfo`	实例属性	时区信息（可为`None`）	`t.tzinfo`
`replace()`	实例方法	替换指定字段，返回新对象	`t.replace(hour=9, minute=0)`
`strftime(fmt)`	实例方法	格式化为字符串	`t.strftime("%H:%M:%S")`
`isoformat()`	实例方法	返回 ISO 格式字符串	`t.isoformat()`→`"14:30:45.123456"`
`utcoffset()`	实例方法	返回时区偏移量	`t.utcoffset()`
`dst()`	实例方法	返回夏令时调整	`t.dst()`
`min`	类属性	最小时间	`time.min`→`00:00:00`
`max`	类属性	最大时间	`time.max`→`23:59:59.999999`

3.datetime

属性 / 方法	类型	说明	示例
`year`	实例属性	年份	`dt.year`→`2026`
`month`	实例属性	月份	`dt.month`→`8`
`day`	实例属性	日期	`dt.day`→`15`
`hour`	实例属性	小时	`dt.hour`→`14`
`minute`	实例属性	分钟	`dt.minute`→`30`
`second`	实例属性	秒	`dt.second`→`45`
`microsecond`	实例属性	微秒	`dt.microsecond`→`123456`
`tzinfo`	实例属性	时区信息	`dt.tzinfo`
`now(tz=None)`	类方法	返回当前本地日期时间	`datetime.now()`
`today()`	类方法	返回当前日期时间（无时区）	`datetime.today()`
`utcnow()`	类方法	返回当前 UTC 时间	`datetime.utcnow()`
`fromtimestamp(ts, tz=None)`	类方法	从时间戳创建	`datetime.fromtimestamp(1784567890)`
`strptime(s, fmt)`	类方法	按格式解析字符串	`datetime.strptime("2026-08-15", "%Y-%m-%d")`
`combine(d, t)`	类方法	合并 date + time → datetime	`datetime.combine(date.today(), time(9,0))`
`date()`	实例方法	提取 date 部分	`dt.date()`→`2026-08-15`
`time()`	实例方法	提取 time 部分	`dt.time()`→`14:30:45.123456`
`replace()`	实例方法	替换任意字段	`dt.replace(year=2030, hour=10)`
`strftime(fmt)`	实例方法	格式化为字符串	`dt.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")`
`isoformat()`	实例方法	ISO 8601 格式	`dt.isoformat()`
`timestamp()`	实例方法	转为时间戳（浮点数秒）	`dt.timestamp()`
`weekday()`	实例方法	星期几（0=周一）	`dt.weekday()`
`isoweekday()`	实例方法	星期几（1=周一）	`dt.isoweekday()`
`astimezone(tz)`	实例方法	转换时区	`dt.astimezone(timezone.utc)`

支持的操作有：

操作	示例	结果类型
加时间差	`datetime.now() + timedelta(days=1)`	`datetime`
减时间差	`datetime.now() - timedelta(hours=3)`	`datetime`
两 datetime 相减	`dt1 - dt2`	`timedelta`

4.timedelta

属性 / 方法	类型	说明	示例
`days`	实例属性	相差天数（可能为负）	`td.days`→`7`
`seconds`	实例属性	剩余秒数（0–86399）	`td.seconds`→`3661`
`microseconds`	实例属性	剩余微秒（0–999999）	`td.microseconds`→`500000`
`total_seconds()`	实例方法	总秒数（浮点数，含天）	`td.total_seconds()`→`642061.5`
构造参数	—	创建时可传入以下关键字	`timedelta(weeks=1, days=2, hours=3, minutes=30)`

构造参数一览：

参数名	含义	等价换算
`weeks`	周数	1 week = 7 days
`days`	天数	—
`hours`	小时数	1 hour = 3600 seconds
`minutes`	分钟数	1 minute = 60 seconds
`seconds`	秒数	—
`milliseconds`	毫秒数	1 ms = 1000 microseconds
`microseconds`	微秒数	—