feat(python进阶): 新增模块与包课程

02_python进阶/2_1_模块与包/README.md

@@ -0,0 +1,402 @@
+# 第 2-1 课：模块与包
+
+## 一、本课目标
+
+完成本课后，你将能够：
+
+1. 说出模块和包分别是什么；
+2. 解释为什么要把较长的程序拆分成多个文件；
+3. 使用 `import` 导入模块；
+4. 使用 `from...import...` 导入指定内容；
+5. 创建并使用自己的模块和包；
+6. 理解 `if __name__ == "__main__":` 的基本作用。
+
+## 二、前置知识
+
+学习本课前，需要掌握：
+
+- 变量和基本数据类型；
+- 列表与字典；
+- 条件判断与循环；
+- 函数、参数和返回值；
+- 知道 Python 代码保存在 `.py` 文件中。
+
+本课是 Python 进阶阶段的第一课，但不会使用复杂语法。
+
+## 三、模块是什么
+
+模块（Module）通常就是一个保存了 Python 代码的 `.py` 文件。
+
+前面的课程大多把函数和主程序写在同一个文件中。程序越来越大后，这种方式会产生三个问题：
+
+1. 文件太长，不容易阅读；
+2. 不同功能混在一起，不容易修改；
+3. 已经写好的函数不方便在其他程序中重复使用。
+
+把相关函数放进单独文件，可以让代码职责更清晰。例如：
+
+```text
+agent_tools.py       保存 Agent 工具相关函数
+module_example.py    组织程序运行流程
+```
+
+`agent_tools.py` 就是一个自定义模块。
+
+## 四、使用 `import` 导入模块
+
+导入（Import）表示让当前文件能够使用另一个模块中的内容。
+
+### 4.1 导入标准库模块
+
+标准库（Standard Library）是安装 Python 时自带的一组模块，不需要另外下载。本课使用 `random` 模块随机选择列表元素：
+
+```python
+import random
+
+tools = ["搜索", "终端", "计算器"]
+recommended_tool = random.choice(tools)
+print(recommended_tool)
+```
+
+这里：
+
+- `import random` 导入整个模块；
+- `random.choice()` 表示调用 `random` 模块中的 `choice()` 函数；
+- 函数会从列表中随机选择一个元素，因此每次结果可能不同。
+
+### 4.2 导入自己的模块
+
+课程目录中的 `agent_tools.py` 定义了函数和变量。在同一目录的 `module_example.py` 中可以这样使用：
+
+```python
+import agent_tools
+
+tool_count = agent_tools.get_tool_count(agent_tools.DEFAULT_TOOLS)
+print(tool_count)
+```
+
+导入时不写 `.py`，因此使用的是 `import agent_tools`，不是 `import agent_tools.py`。
+
+通过 `模块名.名称` 可以清楚看出这个变量或函数来自哪里。
+
+## 五、使用 `from...import...`
+
+如果当前文件只需要模块中的少量内容，可以导入指定名称：
+
+```python
+from agent_tools import build_agent_description
+
+description = build_agent_description("代码助手", "gpt-5")
+print(description)
+```
+
+导入后可以直接写函数名，不再需要添加 `agent_tools.`。
+
+两种写法都正确：
+
+```python
+import agent_tools
+agent_tools.build_agent_description("代码助手", "gpt-5")
+```
+
+```python
+from agent_tools import build_agent_description
+build_agent_description("代码助手", "gpt-5")
+```
+
+入门阶段建议优先使用清晰、容易看出来源的写法。不要使用 `from agent_tools import *`，因为星号会一次导入许多名称，容易造成重名和阅读困难。
+
+## 六、导入模块时会发生什么
+
+第一次导入模块时，Python 会从上到下执行模块中的代码。函数定义只是创建函数，不会自动调用函数；但直接写在文件最外层的 `print()` 会立即执行。
+
+为了区分“直接运行文件”和“把文件作为模块导入”，可以使用：
+
+```python
+if __name__ == "__main__":
+    main()
+```
+
+`__name__` 是 Python 自动提供的特殊变量：
+
+- 直接运行当前文件时，`__name__` 的值是 `"__main__"`；
+- 当前文件被其他文件导入时，`__name__` 的值是模块名。
+
+因此，可以把模块的测试代码放进 `main()`，再通过入口判断调用：
+
+```python
+def main():
+    print("正在测试模块。")
+
+
+if __name__ == "__main__":
+    main()
+```
+
+这样直接运行模块时会执行测试，导入模块时不会意外输出测试文字。
+
+## 七、包是什么
+
+包（Package）是用于组织多个模块的文件夹。
+
+本课示例结构如下：
+
+```text
+agent_package/
+├── __init__.py
+└── status_text.py
+```
+
+`__init__.py` 用来明确表示这个目录是一个 Python 包。本课暂时不在其中编写功能，只保留说明注释。
+
+从包中的模块导入函数：
+
+```python
+from agent_package.status_text import get_status_text
+
+status_text = get_status_text(True)
+print(status_text)
+```
+
+可以把导入路径从左到右理解为：
+
+```text
+agent_package 包 → status_text 模块 → get_status_text 函数
+```
+
+## 八、示例文件
+
+本课包含以下示例：
+
+```text
+02_python进阶/2_1_模块与包/
+├── README.md
+├── module_example.py
+├── agent_tools.py
+├── practice.py
+└── agent_package/
+    ├── __init__.py
+    └── status_text.py
+```
+
+- `module_example.py`：完整主程序；
+- `agent_tools.py`：自己编写的模块；
+- `agent_package/`：自己编写的简单包；
+- `practice.py`：课堂练习。
+
+## 九、运行方法
+
+打开 PowerShell，进入项目根目录：
+
+```powershell
+cd F:\PyCharm\PythonLearn
+```
+
+运行完整示例：
+
+```powershell
+python .\02_python进阶\2_1_模块与包\module_example.py
+```
+
+直接运行自定义模块的测试：
+
+```powershell
+python .\02_python进阶\2_1_模块与包\agent_tools.py
+```
+
+完成练习后运行：
+
+```powershell
+python .\02_python进阶\2_1_模块与包\practice.py
+```
+
+## 十、运行结果
+
+运行 `module_example.py` 时，会看到类似结果：
+
+```text
+一、标准库模块
+随机推荐工具：搜索
+==============================
+二、自定义模块
+默认工具：['搜索', '终端']
+默认工具数量：2
+代码助手 使用 gpt-5 模型
+==============================
+三、自定义包
+Agent 状态：启用
+```
+
+第一部分使用了随机选择，因此也可能显示“终端”或“计算器”，这不是错误。
+
+运行 `agent_tools.py` 时，预期看到：
+
+```text
+正在测试 agent_tools 模块。
+默认工具数量：2
+```
+
+## 十一、关键代码执行顺序
+
+运行 `module_example.py` 时，Python 大致按照以下顺序工作：
+
+1. 执行文件顶部的导入语句；
+2. 找到并加载标准库模块 `random`；
+3. 找到同一目录中的 `agent_tools.py`；
+4. 找到 `agent_package` 包中的 `status_text.py`；
+5. 创建当前文件中定义的函数；
+6. 执行文件末尾的程序入口判断；
+7. 因为当前文件是直接运行的，所以调用 `main()`；
+8. `main()` 依次调用三个演示函数并输出结果。
+
+导入 `agent_tools.py` 时，它的入口判断不成立，所以不会自动执行 `show_module_test()`。
+
+## 十二、常见错误
+
+### 12.1 导入时写了 `.py`
+
+错误写法：
+
+```python
+import agent_tools.py
+```
+
+正确写法：
+
+```python
+import agent_tools
+```
+
+模块名不包含文件扩展名 `.py`。
+
+### 12.2 文件名与导入名不一致
+
+如果文件名是 `agent_tools.py`，就应使用 `import agent_tools`。少写字母或使用不同名称，会出现：
+
+```text
+ModuleNotFoundError: No module named 'agent_tool'
+```
+
+中文解释：Python 没有找到名为 `agent_tool` 的模块。请检查文件名、导入名和运行目录。
+
+### 12.3 导入整个模块后直接调用函数
+
+如果使用：
+
+```python
+import agent_tools
+```
+
+就要通过模块名调用：
+
+```python
+agent_tools.get_tool_count([])
+```
+
+直接写 `get_tool_count([])` 会出现名称未定义错误。
+
+### 12.4 自定义模块名与标准库重名
+
+不要把自己的文件命名为 `random.py`，否则 `import random` 可能导入自己的文件，而不是 Python 标准库模块。
+
+### 12.5 导入模块时出现意外输出
+
+如果测试用的 `print()` 直接写在模块最外层，导入模块时也会执行。把测试代码放进 `main()`，再使用程序入口判断。
+
+### 12.6 包或模块不在预期位置
+
+本课请保持示例目录结构不变，并从项目根目录执行讲义中的命令。目录位置错误会导致 Python 找不到需要导入的内容。
+
+## 十三、课堂练习
+
+打开 `practice.py`，按照注释依次完成五部分：
+
+1. 创建 `calculator.py` 模块；
+2. 分别使用两种方式导入加法函数；
+3. 为模块添加安全的测试入口；
+4. 创建 `text_package` 包；
+5. 从包中的模块导入文本处理函数。
+
+建议先独立完成。如果遇到困难，先检查文件名、目录位置和导入语句是否一致。
+
+## 十四、参考答案
+
+请先独立练习，再展开查看。
+
+<details>
+<summary>查看参考答案</summary>
+
+`calculator.py`：
+
+```python
+def add(first, second):
+    """返回两个数字相加的结果。"""
+    return first + second
+
+
+def main():
+    """测试当前模块的加法功能。"""
+    print("正在测试计算模块。")
+
+
+if __name__ == "__main__":
+    main()
+```
+
+`text_package/__init__.py`：
+
+```python
+# 这个文件表示 text_package 是一个 Python 包。
+```
+
+`text_package/text_tools.py`：
+
+```python
+def make_title(text):
+    """为文本添加标题装饰。"""
+    return f"=== {text} ==="
+```
+
+`practice.py` 中需要补充的核心代码：
+
+```python
+import calculator
+from calculator import add
+from text_package.text_tools import make_title
+
+
+result = calculator.add(10, 20)
+print(f"计算结果：{result}")
+
+new_result = add(5, 8)
+print(f"新的计算结果：{new_result}")
+
+title = make_title("Python 学习")
+print(title)
+```
+
+</details>
+
+## 十五、本课小结
+
+- 模块通常是一个 `.py` 文件；
+- 模块可以拆分功能，并让代码在多个程序中重复使用；
+- `import 模块名` 会导入整个模块；
+- `from 模块名 import 名称` 会导入指定内容；
+- `if __name__ == "__main__":` 可以避免导入模块时自动执行测试或主程序；
+- 包是用于组织多个模块的文件夹；
+- 可以使用点号表示“包、模块、名称”之间的层级关系。
+
+## 十六、验收标准
+
+完成本课时，应满足以下条件：
+
+- 可以成功运行 `module_example.py`；
+- 可以解释模块与包的区别；
+- 可以使用两种方式导入模块内容；
+- 可以创建并导入自己的 `.py` 模块；
+- 可以解释入口判断的基本作用；
+- 可以创建包含 `__init__.py` 的简单包；
+- 可以完成 `practice.py` 中的五部分练习；
+- 运行练习时得到 `30`、`13` 和 `=== Python 学习 ===`；
+- 导入 `calculator` 时不会自动输出模块测试文字。

02_python进阶/2_1_模块与包/agent_package/__init__.py

@@ -0,0 +1,4 @@
+# 这个文件表示 agent_package 是一个 Python 包。
+#
+# 包就是用于组织多个模块的文件夹。
+# 目前先保留简单注释，后续课程会继续学习更复杂的包结构。

02_python进阶/2_1_模块与包/agent_package/status_text.py

@@ -0,0 +1,9 @@
+# 第 2-1 课示例：包中的模块
+
+
+def get_status_text(enabled):
+    """把布尔值状态转换成中文文本。"""
+    if enabled:
+        return "启用"
+
+    return "停用"

02_python进阶/2_1_模块与包/agent_tools.py

@@ -0,0 +1,29 @@
+# 第 2-1 课示例：自定义模块
+#
+# 模块就是一个 Python 文件。
+# 这个文件集中保存与 Agent 工具有关的函数，供其他文件导入使用。
+
+
+DEFAULT_TOOLS = ["搜索", "终端"]
+
+
+def get_tool_count(tools):
+    """返回工具列表中的工具数量。"""
+    return len(tools)
+
+
+def build_agent_description(name, model):
+    """根据名称和模型生成 Agent 描述。"""
+    return f"{name} 使用 {model} 模型"
+
+
+def show_module_test():
+    """输出本模块的测试结果。"""
+    print("正在测试 agent_tools 模块。")
+    print(f"默认工具数量：{get_tool_count(DEFAULT_TOOLS)}")
+
+
+# 只有直接运行本文件时，才执行下面的测试代码。
+# 其他文件导入本模块时，不会自动执行测试。
+if __name__ == "__main__":
+    show_module_test()

02_python进阶/2_1_模块与包/module_example.py

@@ -0,0 +1,63 @@
+# 第 2-1 课完整示例：模块与包
+#
+# 本文件依次演示：
+# 1. 使用 import 导入 Python 标准库模块；
+# 2. 使用 import 导入自己编写的模块；
+# 3. 使用 from...import... 导入指定内容；
+# 4. 从自定义包中导入模块；
+# 5. 使用程序入口判断组织主程序。
+
+import random
+
+import agent_tools
+from agent_tools import build_agent_description
+from agent_package.status_text import get_status_text
+
+
+def print_separator():
+    """输出分隔线，让不同示例更容易阅读。"""
+    print("=" * 30)
+
+
+def show_standard_library_example():
+    """演示使用标准库模块生成随机推荐。"""
+    tools = ["搜索", "终端", "计算器"]
+    recommended_tool = random.choice(tools)
+    print(f"随机推荐工具：{recommended_tool}")
+
+
+def show_custom_module_example():
+    """演示使用自己编写的 agent_tools 模块。"""
+    tool_count = agent_tools.get_tool_count(agent_tools.DEFAULT_TOOLS)
+    print(f"默认工具：{agent_tools.DEFAULT_TOOLS}")
+    print(f"默认工具数量：{tool_count}")
+
+    description = build_agent_description("代码助手", "gpt-5")
+    print(description)
+
+
+def show_package_example():
+    """演示从自定义包中导入并使用函数。"""
+    enabled = True
+    status_text = get_status_text(enabled)
+    print(f"Agent 状态：{status_text}")
+
+
+def main():
+    """按照顺序运行本课的三个示例。"""
+    print("一、标准库模块")
+    show_standard_library_example()
+
+    print_separator()
+
+    print("二、自定义模块")
+    show_custom_module_example()
+
+    print_separator()
+
+    print("三、自定义包")
+    show_package_example()
+
+
+if __name__ == "__main__":
+    main()

02_python进阶/2_1_模块与包/practice.py

@@ -0,0 +1,46 @@
+# 第 2-1 课课堂练习：模块与包
+#
+# 请先完成讲义中的学习和示例运行，再按照顺序完成练习。
+# 不要删除题目和预期结果；每完成一部分就运行一次。
+
+
+
+# 第一部分：创建自定义模块
+# 1. 在当前课程目录创建 calculator.py。
+# 2. 在 calculator.py 中定义 add(first, second) 函数。
+# 3. 函数返回两个数字相加的结果。
+
+
+
+# 第二部分：使用 import 导入模块
+# 1. 在本文件中使用 import calculator 导入模块。
+# 2. 调用 calculator.add(10, 20)。
+# 3. 输出格式为“计算结果：30”。
+
+# 第三部分：使用 from...import... 导入函数
+# 1. 使用 from calculator import add 导入 add()。
+# 2. 直接调用 add(5, 8)。
+# 3. 输出格式为“新的计算结果：13”。
+# 第四部分：理解程序入口
+# 1. 在 calculator.py 中定义 main() 函数。
+# 2. main() 输出“正在测试计算模块。”。
+# 3. 使用 if __name__ == "__main__": 判断后调用 main()。
+# 4. 直接运行 calculator.py 时，应看到测试文字。
+# 5. 运行 practice.py 时，不应自动看到测试文字。
+
+
+# 第五部分：创建自己的包
+# 1. 在当前课程目录创建 text_package 文件夹。
+# 2. 在其中创建 __init__.py 和 text_tools.py。
+# 3. 在 text_tools.py 中定义 make_title(text) 函数。
+# 4. 函数返回 f"=== {text} ==="。
+# 5. 在本文件中从 text_package.text_tools 导入 make_title。
+# 6. 调用函数并输出，预期结果为“=== Python 学习 ===”。
+
+# 完成后自查：
+# 1. 是否理解一个 .py 文件可以作为模块；
+# 2. 是否会使用 import 模块名；
+# 3. 是否会使用 from 模块名 import 名称；
+# 4. 是否知道导入模块时不会执行入口判断中的测试代码；
+# 5. 是否能创建包含 __init__.py 的简单包；
+# 6. 是否能从包中的模块导入函数。