《 Python的模塊》優(yōu)質(zhì)課件

第13課Python的模塊新知導(dǎo)入

今天我們學(xué)習(xí)利用Python的模塊解決一些實(shí)際問(wèn)題，那么什么是Python的模塊？主要模塊有哪些？怎樣利用模塊來(lái)解決問(wèn)題呢？帶著疑問(wèn)我們就一塊來(lái)學(xué)習(xí)吧！新知講解使用函數(shù)可將代碼塊與主程序分離，使程序更加容易理解。還可將函數(shù)存儲(chǔ)在稱為模塊的獨(dú)立文件中，既可隱藏程序代碼細(xì)節(jié)，又可在不同程序中重復(fù)使用函數(shù)。

模塊(Module)是用來(lái)把函數(shù)、變量，以及其他東西組織成更大的、更強(qiáng)的程序。Python提供了大量模塊，有些模塊內(nèi)置在Python之中，如用于數(shù)學(xué)計(jì)算的模塊math；

有些模塊需要單獨(dú)下載，如用于科學(xué)計(jì)算的模塊numpy。一、模塊概念模塊就是一個(gè)以.py結(jié)尾的獨(dú)立的程序代碼的文件，實(shí)現(xiàn)了特定的功能。在Python中，模塊分為以下幾種：1、系統(tǒng)內(nèi)置模塊：如math、random、time等。2、自定義模塊：自定義模塊是用戶編寫的模塊，對(duì)某段邏輯或某些函數(shù)進(jìn)行封裝后，供其他程序調(diào)用。3、第三方的開(kāi)源模塊：如numpy、matplotlib等，可以通過(guò)pipinstall進(jìn)行安裝后調(diào)用。日積月累在自定義模塊時(shí)，有幾點(diǎn)要注意：(1)為了使IDLE能找到我們自定義模塊，該模塊要和調(diào)用的程序在同一目錄下，否則在導(dǎo)入模塊時(shí)會(huì)提示找不到模塊的錯(cuò)誤。(2)模塊名要遵循Python變量命名規(guī)范，不要使用中文、特殊字符等。(3)自定義的模塊名不要和系統(tǒng)內(nèi)置的模塊名相同，可以先在IDLE交互環(huán)境里先用“importmodel_name”命令檢查，若成功則說(shuō)明系統(tǒng)已存在此模塊，然后考慮更改自定義的模塊名。二、模塊導(dǎo)入在Python中，模塊中的函數(shù)不能直接使用，需要先導(dǎo)入。模塊的導(dǎo)入主要有以下兩種方法：導(dǎo)入整個(gè)模塊文件，使用模塊中的函數(shù)，格式如下：Import<模塊>[as<別名>]<模塊>.<函數(shù)名>()

這種導(dǎo)入模塊的方法，相當(dāng)于給導(dǎo)入的模塊名稱重新起一個(gè)別名，便于記憶，很方便地在程序中調(diào)用。from<模塊>import<函數(shù)名><函數(shù)名>()導(dǎo)入模塊中的指定函數(shù)，直接使用該函數(shù)，格式如下：函數(shù)名如果有多個(gè)，可用逗號(hào)“，”隔開(kāi)。函數(shù)名可用通配符“*”導(dǎo)出所有的函數(shù)。

這種方法要慎用，因?yàn)閷?dǎo)出的函數(shù)名稱容易和其它函數(shù)名稱沖突，失去了模塊命名空間的優(yōu)勢(shì)。例如，計(jì)算2的平方根，先導(dǎo)人模塊，再使用函數(shù)，如圖所示。導(dǎo)入整個(gè)模塊文件又如計(jì)算2的3次冪，導(dǎo)入指定函數(shù)后，就可以直接使用該函數(shù)，如圖所示。只導(dǎo)入模塊中指定函數(shù)使用dir()函數(shù)查看math模塊內(nèi)部的函數(shù)名模塊導(dǎo)入后，可以使用內(nèi)置函數(shù)dir()查看模塊內(nèi)部的函數(shù)名(以及類和常量標(biāo)識(shí)符名稱等)，如圖所示。日積月累三、常用內(nèi)置模塊math和randommath模塊是Python提供的內(nèi)置數(shù)學(xué)類模塊，下表列出math模塊中的2個(gè)常量和2個(gè)函數(shù)。1.math模塊名稱數(shù)學(xué)表示含義圓周率piππ的近似值，15位小數(shù)自然常數(shù)eee的近似值，15位小數(shù)pow(x，y)xy計(jì)算x的y次冪sqrt(x)?√x計(jì)算x的平方根random模塊提供了不同類型的隨機(jī)數(shù)函數(shù)，表13-2列出了常用的4個(gè)隨機(jī)數(shù)生成函數(shù)。2.random模塊名稱含義seed(x)給隨機(jī)數(shù)一個(gè)種子值，默認(rèn)隨機(jī)種子是系統(tǒng)時(shí)鐘random()隨機(jī)生成一個(gè)0至1(不含1)之間的實(shí)數(shù)uniform(a，b)隨機(jī)生成一個(gè)a至b之間的實(shí)數(shù)randint(a，b)隨機(jī)生成一個(gè)a至b之間的整數(shù)采用蒙特卡洛方法計(jì)算π的值。圓周率π是一個(gè)無(wú)理數(shù)，沒(méi)有任何一個(gè)公式能夠精確計(jì)算π值，π的計(jì)算只能采用近似算法。蒙特卡洛方法(MonteCarlomethod)也稱統(tǒng)計(jì)模擬方法，是指使用隨機(jī)數(shù)來(lái)解決計(jì)算問(wèn)題的方法。四、Python模塊的應(yīng)用實(shí)例1.問(wèn)題分析

首先構(gòu)造一個(gè)單位正方形和1/4圓，如圖所示。隨機(jī)向單位正方形內(nèi)拋灑大量“點(diǎn)”，而每個(gè)點(diǎn)可能在圓內(nèi)或者在圓外。當(dāng)隨機(jī)點(diǎn)數(shù)量達(dá)到一定程度，在1/4圓內(nèi)的點(diǎn)將構(gòu)成其面積(S圓=π/4)，全部點(diǎn)將構(gòu)成正方形面積(S正=1)。此時(shí)，拋點(diǎn)落在圓內(nèi)的概率(p)，就是上述面積之比（P=S圓/S正=π/4）得到π=4p。隨機(jī)點(diǎn)的數(shù)量越大，得到的一值越精確。根據(jù)上述分析，單位正方形內(nèi)拋點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)可通過(guò)隨機(jī)函數(shù)產(chǎn)生。通過(guò)計(jì)算拋點(diǎn)到原點(diǎn)的距離(d)來(lái)判斷該點(diǎn)是否落在圓內(nèi)。若拋點(diǎn)落在圓內(nèi)，則計(jì)數(shù)器(point)加1。2.設(shè)計(jì)算法隨機(jī)向單位正方形內(nèi)拋灑大量點(diǎn)(num)，可通過(guò)循環(huán)實(shí)現(xiàn)。拋點(diǎn)落在圓內(nèi)的概率為p=point/num其算法用流程圖表示，如圖所示。根據(jù)設(shè)計(jì)的算法，其程序代碼如下所示。3.編寫程序Importrandomimportmathnum=int(input("請(qǐng)輸入投點(diǎn)數(shù)："))point=0Foriinrange(1，num+1)：xy=random.random(),random.random()dist=math.sqrt(x**2+y**2)if_dist<=1.0：point=point+1Pi=4*(point/num)print("Pi的值是："，Pi)程序中用到了random模塊的random()函數(shù)和math模塊的sqrt()函數(shù)。

按“F5”鍵，分別輸人20000和20000000，運(yùn)行結(jié)果如圖所示。4.調(diào)試運(yùn)行可見(jiàn)，投入的點(diǎn)越多，計(jì)算的一值越精確。immportp=[1，2，3，4，5，6]n=3print()然后，新建建“列表元素的循環(huán)左移”文lst_move.py，程序代碼如下請(qǐng)?zhí)顚懣杖钡拇a。隨堂練習(xí)1.程序填空。首先，自定義函數(shù)left()，并保存到模塊文件move.py，如圖所示。課堂小結(jié)總結(jié)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容板書設(shè)計(jì)一、模塊概念二、模塊導(dǎo)入