导入模块：import 语句

将代码组织成独立文件（模块）是一种有益的实践。要在另一个文件中使用一个文件的代码，Python 提供了 import 语句。这个语句是 Python 用于加载和使用其他模块中代码的基本机制。

基本 import 语句

使用模块最简单的方法是使用 import 关键字，后跟模块文件名（不带 .py 扩展名）。

假设你想使用一些数学函数。Python 带有一个名为 math 的内置模块，其中包含许多实用的数学运算和常量。要使用它，你的脚本开头是：

import math

这行代码实际做了什么？

1. 查找模块： Python 会在它所知道的特定目录列表中查找名为 math.py 的文件（或其它类型的模块，但目前主要针对 .py 文件）。此列表包括包含你当前脚本的目录和标准库位置。
2. 运行模块（如果需要）： 如果模块在当前程序执行中尚未加载，Python 会运行 math.py 内部的代码。这使得 math.py 中定义的所有函数、变量和类都变得可用。
3. 创建命名空间： 这点非常重要。import math 语句不会直接将 math 模块中的所有函数（如 sqrt）或常量（如 pi）复制到你当前脚本的主要工作区。相反，它在你的脚本命名空间中创建一个名称：math。这个 math 名称现在指向模块对象本身。

访问模块内容：点记法

因为 import math 创建了一个名为 math 的命名空间，你需要告诉 Python 在哪里查找该模块中定义的函数或变量。你通过使用点记法来实现这一点：module_name.item_name。

要使用 math 模块中的平方根函数 (sqrt)，你会这样写：

math.sqrt(16)

要访问常量 pi (pi)，你会这样写：

math.pi

这种显式的 module_name. 前缀很有好处，因为它能避免命名冲突。如果你在脚本中定义了自己的变量 pi，它不会与 math.pi 冲突，因为它们存在于不同的命名空间中。你的 pi 在主脚本的命名空间中，而数学常量则通过 math 命名空间访问。

示例：使用 math 模块

下面是一个完整、简单的脚本，演示了导入和使用方法：

# 导入整个 math 模块
import math

# 计算 25 的平方根
number = 25
square_root = math.sqrt(number)
print(f"The square root of {number} is {square_root}") # 输出：25 的平方根是 5.0

# 计算半径为 3 的圆的面积
radius = 3
area = math.pi * (radius ** 2) # 使用 math.pi 和幂运算符
print(f"The area of a circle with radius {radius} is {area}") # 输出：半径为 3 的圆的面积是 28.274333882308138

在此示例中：

• import math 使 math 模块可用。
• math.sqrt() 调用 math 模块内部的 sqrt 函数。
• math.pi 访问 math 模块中的 pi 常量。

导入多个模块

如果你需要来自几个不同模块的函数或变量，可以单独导入它们。标准做法是将每个 import 语句放在文件的顶部，单独一行：

import math
import random # 另一个用于生成随机数的标准库模块
import os     # 用于与操作系统交互的模块

print(math.sqrt(100))
print(random.randint(1, 10)) # 获取一个 1 到 10 之间的随机整数
print(os.getcwd())           # 获取当前工作目录

这种简单的 import module_name 语句，结合点记法，是将外部代码引入 Python 脚本最常用和推荐的方式，它能确保代码清晰并避免名称冲突。在接下来的章节中，我们将了解 import 语句的变体，并进一步了解 Python 的标准库。