模块

它是什么

模块 是一份已经写好的 Python 代码，里面通常装着 函数、类 和常量。不必把数学公式、随机数、画图工具从零实现，用 import 把模块接到当前程序即可。这是 抽象 的又一层：当前这一页只处理当前的问题，共用的能力放在可替换的单元里。

import math
import random

print(math.sqrt(2))
print(random.randint(1, 6))

标准库随 Python 提供；第三方库由社区发布。浏览器中的解释器环境通常能使用标准库以及该环境提供的 turtle 等模块。引入只是把工具准备好，并不会自动开始计算或自动开始画图。

名字从哪来

module 来自建筑和工程里的「模块」：相对独立的一块，插上就能工作。1960 年代起，人们强调把大程序切成可替换的单元，这叫模块化。文件常常对应一个模块，扩展名是 .py，模块名一般就是文件名去掉后缀。import 的本义是「进口、引入」。as 用来起一个更短的本地名字，例如 import math as m。

抄一段别人的函数到自己的文件里，和 import 不是一回事。后者保持一份来源，修正时只改一处。模块化要解决的，正是「同一规则出现许多份副本」时无法证明它们仍是同一条规则。

它怎么工作

import math 让解释器找到 math 这份代码，执行其中的定义，并把结果绑到名字 math 上。之后用 math.sqrt 这样的点号去取里面的对象，避免和自己的函数抢名字。from math import sqrt 则把 sqrt 直接放进当前命名空间。省事，但容易和本地名字冲突。完整的 math.sqrt 更不容易迷路。

同一份模块在一次运行里通常只加载一次。也可以把一组相关函数写成一个文件，当作模块导入——前提是运行环境找得到这个文件。自己的文件若取名 math.py，可能挡住标准库的 math，让真正的数学函数找不到。不要用标准库的名字给自己的程序命名。

生活里在哪里

工具箱里尺子与圆规分开放，用哪件取哪件。实验室的标准试剂不必每次自己合成。说明书中的「参见某章」把共用部分放到一处。这些类比里，模块提供的是可检验的复用：不是把文字复制一遍，而是指向同一份来源。对话式编程若把生成出的整段库代码反复粘贴进许多文件，修正一处漏洞就要改许多份，边界会迅速失控。见 对话式编程。

和相近概念的差别

模块是仓库。函数是仓库里的一件工具。可以只用其中几个。文件 也可以存数据；模块文件存的是可执行的定义。用 import 加载的是代码，用 open 读取的是内容。类可以放在模块里，但模块不必只有一个类。

常见误会

误会 1：import 了就会自动开始画图或自动开始计算。

引入只是把工具准备好。要调用，还得写函数名和括号。

误会 2：模块里的名字可以直接当本地变量用。

import math 之后应写 math.pi，不是 pi，除非使用了 from math import pi。

误会 3：自己的文件叫 math.py 也没关系。

可能挡住标准库的 math。不要用标准库的名字给自己的程序命名。

想知道更多

• 书：埃里克·马瑟斯《Python编程：从入门到实践（第3版）》
• 书：布鲁克希尔《计算机科学概论》
• 书：艾伦·唐尼《像计算机科学家一样思考Python（第2版）》