Python基础教程1.8 模块

1.8 模块

可将模块视为扩展，通过将其导入可以扩展Python功能。要导入模块，可使用特殊命令import。前一节提及的函数floor包含在模块math中。

>>> import math

>>> math.floor(32.9)

32

请注意其中的工作原理：我们使用import导入模块，再以module.function的方式使用模块中的函数。就这里执行的操作而言，也可像前面处理input的返回值那样，将这个数字转换为整数。

>>> int(32.9)

32

注意：还有一些类似的函数，可用于转换类型，如str和float。实际上，它们并不是函数，而是类。类将在本书后面更详细地介绍。

模块math还包含其他几个很有用的函数。例如，ceil与floor相反，返回大于或等于给定数的最小整数。

>>> math.ceil(32.3)

33

>>> math.ceil(32)

32

如果确定不会从不同模块导入多个同名函数，你可能不想每次调用函数时都指定模块名。在这种情况下，可使用命令import的如下变种：

>>> from math import sqrt

>>> sqrt(9)

3.0

通过使用命令import的变种from module import function，可在调用函数时不指定模块前缀。

提示：事实上，可使用变量来引用函数（以及其他大部分Python元素）。执行赋值语句foo =math.sqrt后，就可使用foo来计算平方根。例如，foo(4)的结果为2.0。

1.8.1 cmath 和复数

函数sqrt用于计算平方根。下面来看看向它提供一个负数的情况：

>>> from math import sqrt

>>> sqrt(-1)

Traceback (most recent call last):

...

ValueError: math domain error

在有些平台上，结果如下：

>>> sqrt(-1)

nan

注意：nan具有特殊含义，指的是“非数值”（not a number）。

如果我们坚持将值域限定为实数，并使用其近似的浮点数实现，就无法计算负数的平方根。负数的平方根为虚数，而由实部和虚部组成的数为复数。Python标准库提供了一个专门用于处理复数的模块。

>>> import cmath

>>> cmath.sqrt(-1)

1j

注意到这里没有使用from ... import ...。如果使用了这种import命令，将无法使用常规函数sqrt。类似这样的名称冲突很隐蔽，因此除非必须使用from版的import命令，否则应坚持使用常规版import命令。

1j是个虚数，虚数都以j（或J）结尾。复数算术运算都基于如下定义：-1的平方根为1j。这里不深入探讨这个主题，只举一个例子来结束对复数的讨论：

>>> (1 + 3j) * (9 + 4j)

(-3 + 31j)

从这个示例可知，Python本身提供了对复数的支持。

注意：Python没有专门表示虚数的类型，而将虚数视为实部为零的复数。

1.8.2 回到未来

据说Python之父Guido van Rossum有一台时光机，因为这样的情况出现了多次：大家要求Python提供某项功能时，却发现这项功能早已实现。当然，并非什么人都能进入这台时光机，不过Guido很体贴，通过神奇模块__future__让Python具备了时光机的部分功能。对于Python当前不支持，但未来将成为标准组成部分的功能，你可从这个模块进行导入。这一点你在1.3节已经见识过，本书后面也将经常遇到这个模块。