【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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🌟 博主简介:

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：

# tools.py 这个文件就是一个模块name="计算器"defadd(a,b):returna+bdefmultiply(a,b):returna*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：

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1string_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

importrandom 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。

fromrandomimportrandint 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）。

fromrandomimport*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。

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

也可以给函数起别名：

fromrandomimportrandintasri 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：

# mymodule.pyname="张三"defsay_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

importmymoduleprint(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

frommymoduleimportname,say_helloprint(name)# 直接使用变量say_hello()# 直接调用函数

方式3：from 模块名 import *

frommymoduleimport*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：

1. 新建一个文件夹，叫mypackage。
2. 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）。
3. 在文件夹里新建module_a.py和module_b.py。

文件夹结构：

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：

# module_a.pyname_a="模块A"deffunc_a():print("我是模块A的函数")

module_b.py内容：

# module_b.pyname_b="模块B"deffunc_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）

importmypackage.module_aprint(mypackage.module_a.name_a)mypackage.module_a.func_a()

方式2：from 包名 import 模块名

frommypackageimportmodule_aprint(module_a.name_a)module_a.func_a()

方式3：from 包名.模块名 import 具体内容

frommypackage.module_aimportname_a,func_aprint(name_a)func_a()

方式4：from 包名.模块名 import *

frommypackage.module_aimport*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：

5.4import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：

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：

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：

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 ValueErrorresult=10/num# 如果用户输入 0，会触发 ZeroDivisionErrorprint("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：

  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：

  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。

try:num=int(input("输入数字："))result=10/numexceptValueError:print("你输入的不是合法数字！")exceptZeroDivisionError:print("不能除以零！")exceptExceptionase:# 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：

deffunc1():print("func1 开始")func2()# 调用 func2deffunc2():print("func2 开始")print(x)# x 没定义，会触发 NameErrordefmain():try:func1()exceptNameError:print("捕获到了 NameError，程序没有崩溃")main()

输出：

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

1. 打开文件：open(文件路径, 模式, encoding='编码')
2. 读/写文件：.read()、.write()、.readlines()等
3. 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

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：

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）

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）

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linesforiinlines: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

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。

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。

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：

# 打开原图（二进制读）# 打开原图（二进制读）withopen('srcpic/1.jpg','rb')assrc:data=src.read()# 写入新文件（二进制写）withopen('output/1_copy.jpg','wb')asdst: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：

withopen('rap.txt','r',encoding='utf-8')asf: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')

importosimportshutil# 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。

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：

1. 慢慢来别着急，代码不会辜负每一个愿意坚持敲键盘的人。

2. 现在多学一点技能，未来就多一份选择的底气。

3. 与其原地迷茫焦虑，不如从一行Python代码开始悄悄变强。

4. 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。

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兄弟们，咱们一起学好Python，悄悄逆袭～~~