6个月Python学习计划 Day 10 - 模块与标准库入门

第一周

Day 1 - Python 基础入门 & 开发环境搭建
Day 2 - 条件判断、用户输入、格式化输出
Day 3 - 循环语句 + range 函数
Day 4 - 列表 & 元组基础
Day 5 - 字典（dict）与集合（set）
Day 6 - 综合实战：学生信息管理系统
Day 7 - 复盘 + 测试日

第二周

Day 8 - Python 函数基础
Day 9 - 函数进阶用法

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🎯 今日目标：

1. 理解模块是什么、为什么使用模块
2. 学会导入模块（内置、自定义）
3. 熟练使用 math、random、datetime 模块
4. 编写并导入一个自定义模块（如：判断质数、字符串反转）

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🧩 一、什么是模块（Module）？

模块是 Python 文件，包含了函数、变量和类等内容。通过模块化，我们可以分文件组织代码、复用逻辑，提升代码的可维护性。

✅ 模块的基本使用

# 假设 hello.py 中定义了以下函数：
def say_hello(name):
    print(f"你好，{name}！")

# main.py 中导入使用
import hello

hello.say_hello("小明")  # 输出：你好，小明！

✳️ 常见导入方式

import math                  # 导入模块
from math import sqrt        # 导入模块中某个函数
from math import *           # 导入模块中所有内容（不推荐）
import math as m             # 给模块起别名

📦 二、常用标准库简介（内置模块）

1. math 数学库

   import math
   
   print(math.sqrt(16))      # 4.0
   print(math.ceil(3.2))     # 4
   print(math.floor(3.9))    # 3
   print(math.pi)            # 3.141592653...

2. random 随机数模块

   import random
   
   print(random.randint(1, 10))           # 随机整数 1~10
   print(random.choice(['a', 'b', 'c']))  # 随机选择一个
   print(random.shuffle([1, 2, 3, 4]))    # 打乱列表顺序

3. datetime 日期时间模块

   import datetime
   
   now = datetime.datetime.now()
   print("当前时间：", now)
   
   delta = datetime.timedelta(days=7)
   next_week = now + delta
   print("一周后：", next_week)

🛠 三、自定义模块实战（练习）

步骤：

1. 创建一个模块 tools.py，写一个函数 is_prime(n) 判断是否是质数。

2. 在主程序中导入并测试。

   # tools.py
   def is_prime(n):
       if n < 2:
           return False
       for i in range(2, int(n**0.5)+1):
           if n % i == 0:
               return False
       return True

   # main.py
   from tools import is_prime
   
   print(is_prime(7))  # True
   print(is_prime(10)) # False

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📌 今日练习任务

1. 导入 math 模块，输出圆周率、开平方和取整函数结果。

   import math
   
   # 圆周率
   print("圆周率：", math.pi)
   
   # 计算 16 的平方根
   print("16 的平方根：", math.sqrt(16)) 
   
   # 向上取整
   print("向上取整 3.2：", math.ceil(3.2))
   
   # 向下取整
   print("向下取整 3.9：", math.floor(3.9)) 
   		

2. 使用 random 模块生成 5 个 1~100 的随机整数。

   import random
   
   print("5 个随机整数：")
   for _ in range(5):
       print(random.randint(1, 100)) 

   输出结果：

   5 个随机整数：
   52
   80
   8
   73
   43

3. 使用 datetime 模块获取当前时间，并计算 100 天后的日期。

   import datetime
   
   now = datetime.datetime.now()
   print("当前时间：", now)
   
   delta = datetime.timedelta(days=100)
   future = now + delta
   print("100 天后是：", future)

   输出结果：

   当前时间： 2025-05-31 21:34:56.669295
   100 天后是： 2025-09-08 21:34:56.669295

4. 创建一个 my_utils.py 文件，写一个函数 reverse_str(s) 返回字符串反转结果，主程序中调用它。

   🔧 文件：my_utils.py

   # my_utils.py
   
   def reverse_str(s):
       """
       返回字符串的反转结果
       """
       return s[::-1]

   🧪 主程序调用：main.py

   # main.py
   from my_utils import reverse_str
   
   text = "Hello Python"
   print("原始字符串：", text)
   print("反转后：", reverse_str(text))

   输出结果：

   原始字符串： Hello Python
   反转后： nohtyP olleH

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✅ 小结表格

模块	功能简介
math	数学函数（平方根、π、取整）
random	随机数生成与处理
datetime	时间与日期计算
自定义模块	组织函数、自定义功能模块