Python入门教程9:import和常用库(上）

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

—

支持的操作：

操作

示例

结果类型

两个 timedelta 相加

td1 + td2

timedelta

两个 timedelta 相减

td1 - td2

timedelta

timedelta × 数字

td * 2

timedelta

timedelta ÷ 数字

td / 2

timedelta

timedelta ÷ timedelta

td1 / td2

float（倍数）

取绝对值

abs(td)

timedelta

比较大小

td1 > td2

bool