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【Python】import 用法

在 Python 中，import 是用來引入其他模組、套件或特定功能的關鍵字，讓你可以重複利用現有的程式碼，避免重複撰寫功能。以下是 import 的詳細說明及常見用法：

1. import 的基本概念

import 用於引入一個 Python 模組或套件，讓你可以使用其中的函數、類別或變數。

模組與套件

  • 模組：是一個 Python 檔案（以 .py 結尾），其中包含定義的函數、類別或變數。
    • 範例：math 模組、你自己撰寫的 mymodule.py。
  • 套件：是一個包含多個模組的目錄，且該目錄下有 __init__.py 文件。
    • 範例：os 套件、requests 套件。

2. import 的使用方式

2.1 匯入整個模組

  • 語法：

    import module_name

  • 範例：

    import math

print(math.sqrt(16))  # 使用 math 模組中的 sqrt 函數

  • 特點：需要使用 模組名稱.功能 的方式來存取模組內容。

2.2 匯入模組的特定部分

  • 語法：

    from module_name import specific_function_or_variable

  • 範例：

    from math import sqrt

print(sqrt(16))  # 直接使用 sqrt 函數，無需加上模組名稱

  • 特點：只匯入需要的部分，節省記憶體，但可能引發命名衝突。

2.3 匯入模組並重新命名

  • 語法：

    import module_name as alias

  • 範例：

    import numpy as np

arr = np.array([1, 2, 3])
print(arr)

  • 特點：透過別名縮短模組名稱，讓程式碼更簡潔。

2.4 匯入模組所有內容

  • 語法：

    from module_name import *

  • 範例：

    from math import *

print(sqrt(16))  # 可以直接使用 math 中的所有功能

  • 特點：

    • 匯入所有內容，但不推薦，因為可能導致命名衝突。
    • 建議明確列出需要匯入的內容（用 __all__ 控制）。

2.5 匯入套件中的子模組

  • 語法：

    from package_name import submodule_name

  • 範例：

    from os import path

print(path.exists("example.txt"))  # 使用 os.path 模組中的 exists 函數

3. Python 搜尋模組的順序

當執行 import 時，Python 按照以下順序尋找模組：

  1. 內建模組：Python 標準庫中的模組，例如 math、os。
  2. 當前目錄：程式執行時所在的目錄。
  3. PYTHONPATH：環境變數中指定的路徑。
  4. 全域安裝的目錄：例如 site-packages。

如果找不到模組，會拋出 ModuleNotFoundError。

4. 常見的 import 模式比較

匯入方式 使用方式 優點 缺點
import module_name module_name.function() 清楚來源，避免命名衝突 使用時需要加上模組名稱
from module_name import func func() 使用簡單，僅匯入需要的內容 可能導致命名衝突
import module_name as alias alias.function() 模組名稱簡潔，程式碼更易閱讀 增加了別名學習的成本
from module_name import * function() 簡單直接，適用於了解所有內容的情況 容易命名衝突，降低可讀性

5. 自訂模組的匯入

5.1 自訂模組

假設你有一個名為 mymodule.py 的檔案，內容如下：

# mymodule.py
def greet(name):
    return f"Hello, {name}!"

你可以在同目錄下使用：

import mymodule

print(mymodule.greet("Alice"))  # 輸出: Hello, Alice!

5.2 結構化套件

假設你有以下檔案結構：

myproject/
├── main.py
└── mypackage/
    ├── __init__.py
    ├── module1.py
    └── module2.py

mypackage/__init__.py 的內容：

from .module1 import func1
from .module2 import func2

__all__ = ["func1", "func2"]

使用：

from mypackage import func1

func1()

6. 結論

  • import 是 Python 中的核心功能，用於模組的重複利用。
  • 掌握不同的匯入方式，可以讓你的程式碼更高效、更清晰。
  • 盡量避免使用 from module import *，選擇明確的匯入方式，提升程式碼可讀性與維護性。
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