【零基础学Python】06-Python模块和包、异常处理、文件常用操作

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文章目录：

一、前言
二、模块、包、库
- 1、概念
- - [1.1 模块](#1.1 模块)
  - [1.2 包](#1.2 包)
  - [1.3 库](#1.3 库)
- 2、导入模块的常用方式
- - [2.1 方式1：`import 模块名`](#2.1 方式1：import 模块名)
  - [2.2 方式2：`from 模块名 import 函数名/变量名`](#2.2 方式2：from 模块名 import 函数名/变量名)
  - [2.3 方式3：`from 模块名 import *`](#2.3 方式3：from 模块名 import *)
  - [2.4 给模块或函数起别名（`as`）](#2.4 给模块或函数起别名（as）)
- 3、自定义模块的创建和导入
- - [3.1 创建自定义模块](#3.1 创建自定义模块)
  - [3.2 导入自定义模块](#3.2 导入自定义模块)
- 4、自定义包的创建和导入
- - [4.1 创建包的结构](#4.1 创建包的结构)
  - [4.2 导入包中的模块](#4.2 导入包中的模块)
  - [4.3 关于 `init.py` 的作用](#4.3 关于 __init__.py 的作用)
- 5、注意事项和常见错误
- - [5.1 命名规则](#5.1 命名规则)
  - [5.2 导入路径问题](#5.2 导入路径问题)
  - [5.3 循环导入](#5.3 循环导入)
  - [5.4 `import` 和 `from ... import ...` 的区别](#5.4 import 和 from ... import ... 的区别)
三、异常处理
四、文件操作
- 1、操作文件的三个步骤
- 2、文件的打开模式
- [3、读取文件内容（`read`, `readlines`, `readline`）](#3、读取文件内容（read, readlines, readline）)
- [4、写入文件（`w` 覆盖，`a` 追加）](#4、写入文件（w 覆盖，a 追加）)
- 5、二进制文件操作（图片、音频等）
- 6、文件常用操作（删除文件、删除文件夹）
- - [6.1 删除文件](#6.1 删除文件)
  - [6.2 删除文件夹](#6.2 删除文件夹)
  - [6.3 获取指定目录文件列表](#6.3 获取指定目录文件列表)
  - [6.4 修改文件名和文件](#6.4 修改文件名和文件)
  - [6.5 获取当前文件的路径信息](#6.5 获取当前文件的路径信息)
  - [6.6 创建一个文件夹](#6.6 创建一个文件夹)
五、写在最后

一、前言

老铁们，本文带你理清模块、包、库的层级关系，掌握导入技巧、异常捕获与文件操作。从零实战，轻松跨越新手进阶门槛。

二、模块、包、库

1、概念

1.1 模块

一句话解释 ：

一个 .py 文件就是一个模块。模块里可以写变量、函数、类等。

生活类比 ：

模块就像一本"菜谱"的其中一页。这一页专门记录"鱼香肉丝"的做法（变量、函数、类等）。

例子：

你新建一个文件叫 tools.py，里面写：

python 复制代码

# tools.py 这个文件就是一个模块
name = "计算器"

def add(a, b):
    return a + b

def multiply(a, b):
    return a * b

这个 tools.py 就是一个模块。

1.2 包

一句话解释 ：

一个包含多个 .py 模块的文件夹，并且这个文件夹里必须有一个 __init__.py 文件（可以是空的），这个文件夹就叫做包。

生活类比 ：

包就像一个"菜谱文件夹"，里面有好多页（模块），每页一个菜。__init__.py 就像文件夹的封面，标记这是一个包。

例子：

bash 复制代码

my_package/          # 这是一个包（文件夹）
    __init__.py      # 必须存在（可以是空文件）
    math_tools.py    # 模块1
    string_tools.py  # 模块2

1.3 库

一句话解释 ：

库是一个更大的概念，通常指多个包集合在一起 ，提供一系列相关功能。比如 Python 标准库（os、sys、random 等）、第三方库（requests、numpy、pandas）。

生活类比 ：

库就像一个"大图书馆"，里面有好多菜谱文件夹（包），还有很多其他功能的书。

注意：

在口语中，可能很多人会把"模块"、"包"、"库"混用，但我们得要知道它们层级关系：

模块（一个文件） < 包（一个文件夹+多个文件） < 库（多个包）

2、导入模块的常用方式

Python 有很多自带的模块（标准库），不需要安装，直接 import 就能用。

2.1 方式1：`import 模块名`

使用格式：模块名.函数名() 或 模块名.变量名

例子：使用 random 模块生成随机数

python 复制代码

import random

num = random.randint(1, 10)  # 生成1到10之间的随机整数
print(num)

2.2 方式2：`from 模块名 import 函数名/变量名`

这样导入后，可以直接用函数名，不需要加模块名前缀。

python 复制代码

from random import randint

num = randint(1, 10)   # 直接写函数名
print(num)

导入多个方法或者变量 ：from random import randint, choice, shuffle

2.3 方式3：`from 模块名 import *`

导入模块中的所有内容（不推荐，容易命名冲突）。

python 复制代码

from random import *

num = randint(1, 10)
print(choice(["苹果", "香蕉"]))

2.4 给模块或函数起别名（`as`）

当模块名太长，或者你自己想换个名字，用 as 取别名。

python 复制代码

import random as r

num = r.randint(1, 10)   # 用别名 r
print(num)

也可以给函数起别名：

python 复制代码

from random import randint as ri

num = ri(1, 10)
print(num)

注意：原名 randint 失效，只能用新名字 ri。

3、自定义模块的创建和导入

3.1 创建自定义模块

假设在当前目录下新建一个文件 mymodule.py，里面写：

python 复制代码

# mymodule.py
name = "张三"

def say_hello():
    print("你好，我是自定义模块的函数")

3.2 导入自定义模块

在同一目录下新建一个文件 main.py，然后导入 mymodule：

方式1：import 模块名

python 复制代码

import mymodule

print(mymodule.name)    # 输出：张三
mymodule.say_hello()    # 输出：你好，我是自定义模块的函数

方式2：from 模块名 import 变量/函数

python 复制代码

from mymodule import name, say_hello

print(name)          # 直接使用变量
say_hello()          # 直接调用函数

方式3：from 模块名 import *

python 复制代码

from mymodule import *

print(name)
say_hello()

注意：Python 导入模块时，会执行模块中的代码（比如打印语句、定义函数等）。但一般模块里只放定义，不放主动执行的代码（除了测试）。

4、自定义包的创建和导入

4.1 创建包的结构

假设我们想创建一个包叫 mypackage，里面有两个模块：module_a.py 和 module_b.py。

步骤：

新建一个文件夹，叫 mypackage。
在文件夹里新建一个空文件 __init__.py（Python 识别包必须要有这个文件，可以是空的）。
在文件夹里新建 module_a.py 和 module_b.py。

文件夹结构：

bash 复制代码

当前目录/
├── main.py                # 我们用来测试导入的文件
└── mypackage/             # 这是一个包
    ├── __init__.py        # 空文件
    ├── module_a.py
    └── module_b.py

module_a.py 内容：

python 复制代码

# module_a.py
name_a = "模块A"
def func_a():
    print("我是模块A的函数")

module_b.py 内容：

python 复制代码

# module_b.py
name_b = "模块B"
def func_b():
    print("我是模块B的函数")

4.2 导入包中的模块

在 main.py 中，你可以用以下几种方式导入：

方式1：导入整个模块（需要加包名.模块名）

python 复制代码

import mypackage.module_a

print(mypackage.module_a.name_a)
mypackage.module_a.func_a()

方式2：from 包名 import 模块名

python 复制代码

from mypackage import module_a

print(module_a.name_a)
module_a.func_a()

方式3：from 包名.模块名 import 具体内容

python 复制代码

from mypackage.module_a import name_a, func_a

print(name_a)
func_a()

方式4：from 包名.模块名 import *

python 复制代码

from mypackage.module_a import *

print(name_a)
func_a()

4.3 关于 `init.py` 的作用

__init__.py。它的作用：

告诉 Python 这个文件夹是一个包，可以被导入。
可以在里面写代码，当你 import mypackage 时会自动执行。
可以控制 from mypackage import * 会导入哪些模块（通过定义 __all__ 列表）。

通常我们初学者可以暂时只放一个空文件。

5、注意事项和常见错误

5.1 命名规则

模块名、包名、变量名、函数名都要符合标识符命名规则：

字母、数字、下划线组成，不能数字开头，不能是关键字（如 if、for、import），区分大小写。

5.2 导入路径问题

Python 查找模块的路径包括：

当前脚本所在目录
环境变量 PYTHONPATH
标准库路径
第三方库安装路径

如果自定义模块不在当前目录，需要添加路径或用相对导入（以后讲）。

5.3 循环导入

不要出现 a.py 导入 b.py，同时 b.py 又导入 a.py，会导致错误。

例如：

5.4 `import` 和 `from ... import ...` 的区别

import 模块名：需要写 模块名.xxx，不会污染当前命名空间。
from 模块名 import xxx：直接使用 xxx，但如果有同名变量会覆盖。

推荐：一般用 import 模块名 更清晰；只导入少数常用函数时可以用 from ... import ...。

三、异常处理

1、什么是异常？

一句话解释 ：

你写的代码在运行时发生了错误（比如变量没定义、除以零、文件不存在），Python 就会"抛出一个异常"，程序会崩溃并打印一堆红色错误信息。

生活类比 ：

你让朋友去拿"冰箱里的蛋糕"，但冰箱里根本没有蛋糕。朋友就会回来跟你说"没有蛋糕啊！"------这个"没有蛋糕"就是异常。

最简单的异常例子：

python 复制代码

print(a)   # a 这个变量没定义过

运行后你会看到类似这样的信息：

Traceback：异常追溯，告诉你错误发生的路径。
File "xxx", line 1：哪个文件的第几行。
NameError: name 'a' is not defined：异常类型和具体原因。

这些异常信息构造 就是告诉你：异常信息包括执行路径 、文件行号 、错误类型和原因。看懂这些信息就能快速定位 bug。

2、怎么捕获异常？（try-except-else-finally）

如果你的程序可能因为用户输入错误、文件不存在等发生异常，你不想让程序崩溃 ，而是想"优雅地处理"这个错误（比如提示用户重新输入），这时就用 try...except。

基本结构：

python 复制代码

try:
    # 这里放可能会出错的代码
except:
    # 如果 try 中出了异常，就执行这里的代码（程序不会崩溃）
else:
    # 如果 try 中没有出异常，就执行这里的代码（可选）
finally:
    # 不管有没有异常，最后都会执行这里的代码（可选，常用于关闭文件、释放资源）

例如：

python 复制代码

try:
    print("开始尝试执行代码")
    num = int(input("请输入一个数字："))   # 如果用户输入的不是数字，会触发 ValueError
    result = 10 / num                     # 如果用户输入 0，会触发 ZeroDivisionError
    print("计算结果是：", result)
except:
    print("出错了！可能是输入的不是数字，或者除以了零。")
else:
    print("没有发生异常，恭喜！")
finally:
    print("不管有没有异常，我都会执行。")

执行情况模拟：

用户输入 5（正常）→ 输出：

复制代码

开始尝试执行代码
计算结果是： 2.0
没有发生异常，恭喜！
不管有没有异常，我都会执行。

用户输入 0（除以零）→ 输出：

复制代码

开始尝试执行代码
出错了！可能是输入的不是数字，或者除以了零。
不管有没有异常，我都会执行。

用户输入 abc（不是数字）→ 输出类似上面。

关键点：

try 中一旦发生异常，立刻跳转到 except ，try 中剩余代码不再执行。
except 只捕获异常，不解决异常根源（只是让你有机会做补救措施，比如提示重新输入）。
else 只有在 try 完全没异常时才执行。
finally 无论如何都执行，非常适合做清理工作（比如关闭文件）。

3、捕获特定类型的异常

上面的 except: 会捕获所有异常，但有时候你想针对不同异常做不同处理，可以写多个 except。

python 复制代码

try:
    num = int(input("输入数字："))
    result = 10 / num
except ValueError:
    print("你输入的不是合法数字！")
except ZeroDivisionError:
    print("不能除以零！")
except Exception as e:   # 捕获其他所有异常，e 是异常对象
    print("未知错误：", e)
else:
    print("结果是", result)
finally:
    print("结束")

建议：写代码时先不要加 try，先让程序崩溃，看清楚是什么异常类型（比如 ValueError、ZeroDivisionError），然后再用对应的 except 去捕获它。

4、异常的传递

一句话解释 ：

如果函数 A 调用函数 B，函数 B 调用函数 C，在 C 中发生了异常且没有捕获，那么这个异常会一层一层往外传 ，直到被某个 try...except 捕获，如果一直没捕获，程序就崩溃。

例子：

python 复制代码

def func1():
    print("func1 开始")
    func2()   # 调用 func2

def func2():
    print("func2 开始")
    print(x)   # x 没定义，会触发 NameError

def main():
    try:
        func1()
    except NameError:
        print("捕获到了 NameError，程序没有崩溃")

main()

输出：

复制代码

func1 开始
func2 开始
捕获到了 NameError，程序没有崩溃

关键点：

异常会沿着调用链往回传递，直到被 try...except 接住。
如果最外层也没接，程序就崩溃并打印 Traceback（那个红色错误信息）。
利用这个特性，你可以在合适的地方统一处理异常 ，而不是每个函数内部都写 try。

四、文件操作

1、操作文件的三个步骤

打开文件 ：open(文件路径, 模式, encoding='编码')
读/写文件 ：.read()、.write()、.readlines() 等
关闭文件 ：.close()（释放系统资源）

生活类比 ：

打开冰箱（打开文件），拿一瓶饮料（读或写），关上冰箱门（关闭文件）。不关门的话，冰箱会一直耗电（占用系统资源）。

2、文件的打开模式

模式	含义	文件不存在时
`'r'`	只读（默认）	报错 `FileNotFoundError`
`'w'`	只写，会覆盖原有内容	创建新文件
`'a'`	追加，在文件末尾写入	创建新文件
`'rb'`	二进制只读（图片、视频等）	报错
`'wb'`	二进制只写，会覆盖	创建新文件
`'ab'`	二进制追加	创建新文件

注意：文本文件（.txt）一般指定 encoding='utf-8'，二进制文件（图片、音频）不能指定 encoding。

3、读取文件内容（`read`, `readlines`, `readline`）

假设有一个 test.txt 文件，内容为：

复制代码

你好，这里是
零基础学Python园地

方法1：.read() --- 一次性读取全部内容（字符串）

python 复制代码

file = open('text.txt', 'r', encoding='utf-8')
content = file.read()
print(content)   # 输出两行文字
file.close()

方法2：.readlines() --- 一次性读取全部，按行返回列表（每行末尾有 \n）

python 复制代码

file = open('text.txt', 'r', encoding='utf-8')
lines = file.readlines()
print(lines) # 输出：['你好，这里是\n', '零基础学Python园地']
# 去除换行符
print('--'*100)
# 首先使用一个列表，到时候存储去除换行之后的数据
clean_lines = []
# 遍历返回的lines
for i in lines:
    clean_lines.append(i.strip())
print(clean_lines) # 输出：['你好，这里是', '零基础学Python园地']
file.close()

方法3：.readline() --- 一次读取一行，多次调用读取下一行

python 复制代码

file = open('text.txt', 'r', encoding='utf-8')
line1 = file.readline()   # 第一行
line2 = file.readline()   # 第二行
print(line1, end='')      # 不额外加换行
print(line2, end='')
file.close()

注意：.read() 和 .readlines() 适合小文件；大文件建议用循环 .readline() 或直接 for line in file:。

4、写入文件（`w` 覆盖，`a` 追加）

覆盖写入 ('w') ：

文件存在则清空原内容，不存在则新建。

python 复制代码

file = open('output.txt', 'w', encoding='utf-8')
file.write("第一行\n")      # \n 表示换行
file.write("第二行")
file.close()

追加写入 ('a') ：

在文件末尾追加内容，不覆盖原有内容。

python 复制代码

file = open('output.txt', 'a', encoding='utf-8')
file.write("\n新增的一行")
file.close()

5、二进制文件操作（图片、音频等）

不能直接 'r' 或 'w' 去读写图片，因为图片是二进制数据。要用 'rb'（读二进制）和 'wb'（写二进制）。

例子：复制图片

接下来使用文件的读取加写入，将这个文件拷贝一份到output目录下，注意前提得先有output这个目录

代码如下：

python 复制代码

# 打开原图（二进制读）
# 打开原图（二进制读）
with open('srcpic/1.jpg', 'rb') as src:
    data = src.read()

# 写入新文件（二进制写）
with open('output/1_copy.jpg', 'wb') as dst:
    dst.write(data)

解释疑问： 为什么第二个中可以使用第一个的局部变量？

只有函数、类、模块才会创建新的作用域 。像 with、if、for、while 这些语句块，不会创建独立的作用域。

所以，你在第一个 with 块里定义的变量 data，其实是属于它所在的函数或全局作用域。第二个 with 块自然也能访问到它。

结果：

什么是 with open(...) as 变量:？

这叫"上下文管理器"，它会在代码块执行完后自动关闭文件 ，即使中间发生异常也会关闭。你就不需要手动写 .close() 了，非常推荐使用。

用法：

python 复制代码

with open('rap.txt', 'r', encoding='utf-8') as f:
    content = f.read()
# 这里文件已经自动关闭，不需要 f.close()

6、文件常用操作（删除文件、删除文件夹）

需要导入 os 和 shutil 模块。

删除文件 ：os.remove('文件路径')
删除空文件夹 ：os.rmdir('文件夹路径')（只能删空的）
删除非空文件夹（递归删除，慎用！） ：shutil.rmtree('文件夹路径')

python 复制代码

import os
import shutil

# 删除单个文件
os.remove('test.txt')

# 删除空文件夹
os.rmdir('empty_folder')

# 删除非空文件夹（危险，删了找不回）
shutil.rmtree('not_empty_folder')

注意：shutil.rmtree 非常危险，没有回收站功能，生产环境慎用。

6.1 删除文件

使用：os.remove(文件目录)

py 复制代码

# 文件的删除
import os
os.remove('output.txt')

6.2 删除文件夹

py 复制代码

# 删除文件夹

import os
import shutil
# 删除一个空的文件夹使用的是rmdir
os.rmdir('111')
# 删除一个非空的文件夹使用 rmtree
shutil.rmtree('output')

6.3 获取指定目录文件列表

使用：os.listdir(目录)

py 复制代码

import os
# 获取指定的目录文件列表
list_dir = os.listdir(r"E:\python_project\basic-python-grammar-learning\PythonBasicGrammar")
# 返回的是列表
print(list_dir)
print(f'列表中每一个元素是字符串：{type(list_dir[0])}')

如果路径中出现了转义字符，那么我们就在字符串前面加一个r

6.4 修改文件名和文件

py 复制代码

import os
# 修改文件名
os.rename('tools.py', 'tool.py')
# 修改目录名
os.rename('srcpic', 'des')

6.5 获取当前文件的路径信息

py 复制代码

# 获取当前文件的路径信息：绝对路径
import os
print(os.getcwd())

6.6 创建一个文件夹

py 复制代码

# 创建一个文件夹
import os
os.mkdir('111')

五、写在最后

能坚持看到最后的朋友，属实是真爱学编程了，先歇会儿眼睛放松一下～

很多同学刚开始学Python，都不知道它到底能干啥。还是简单跟大伙唠唠：

可以做自动化测试 、写办公脚本解放双手 、爬虫采集数据 、做数据分析、开发小工具、甚至做简单后端和小游戏，用途真的特别广。

最后分享几句实在又走心的话送给正在学Python的你：

慢慢来别着急，代码不会辜负每一个愿意坚持敲键盘的人。

现在多学一点技能，未来就多一份选择的底气。

与其原地迷茫焦虑，不如从一行Python代码开始悄悄变强。

看似不起眼的日复一日，终会在将来的某天，让你看到坚持的意义。

铁汁们~ 觉得内容有用的话，麻烦点个赞、关注一波，后续会持续更新Python入门、实战、自动化相关笔记，咱们一起慢慢进阶。

文章有哪里讲得不妥的，欢迎评论区随时指正，大家一起交流进步！

兄弟们，咱们一起学好Python，悄悄逆袭～~~

【零基础学Python】06-Python模块和包、异常处理、文件常用操作

文章目录：

一、前言

二、模块、包、库

1、概念

1.1 模块

1.2 包

1.3 库

2、导入模块的常用方式

2.1 方式1：import 模块名

2.2 方式2：from 模块名 import 函数名/变量名

2.3 方式3：from 模块名 import *

2.4 给模块或函数起别名（as）

3、自定义模块的创建和导入

3.1 创建自定义模块

3.2 导入自定义模块

4、自定义包的创建和导入

4.1 创建包的结构

4.2 导入包中的模块

4.3 关于 __init__.py 的作用

5、注意事项和常见错误

5.1 命名规则

5.2 导入路径问题

5.3 循环导入

5.4 import 和 from ... import ... 的区别

三、异常处理

1、什么是异常？

2、怎么捕获异常？（try-except-else-finally）

3、捕获特定类型的异常

4、异常的传递

四、文件操作

1、操作文件的三个步骤

2、文件的打开模式

3、读取文件内容（read, readlines, readline）

4、写入文件（w 覆盖，a 追加）

5、二进制文件操作（图片、音频等）

6、文件常用操作（删除文件、删除文件夹）

6.1 删除文件

6.2 删除文件夹

6.3 获取指定目录文件列表

6.4 修改文件名和文件

6.5 获取当前文件的路径信息

6.6 创建一个文件夹

五、写在最后

2.1 方式1：`import 模块名`

2.2 方式2：`from 模块名 import 函数名/变量名`

2.3 方式3：`from 模块名 import *`

2.4 给模块或函数起别名（`as`）

4.3 关于 `init.py` 的作用

5.4 `import` 和 `from ... import ...` 的区别

3、读取文件内容（`read`, `readlines`, `readline`）

4、写入文件（`w` 覆盖，`a` 追加）