前言

寫到現在，我們的程式越來越長、越來越複雜。
你是不是也遇過這種情況：

上次寫過一個很棒的 BMI 計算函式，
結果過幾天另一個專案又要用，
你複製貼上、修改一點，兩邊各自成長、最後難以維護。

這就是傳說中的——複製地獄。(好累QQ)

Python 給了我們一個優雅的解法：模組（Module）與套件（Package）

模組：像是一個「功能零件」
套件：是「零件的收納盒」

學會這兩者，你就能讓程式變得像樂高一樣：能拆、能組、能重用。

ㄧ、模組（Module）是什麼？

模組就是一個 .py 檔案。
裡面可以放函式、變數、類別。
任何你寫的 Python 檔案，本身就是一個模組。

匯入模組的三種方式

1.匯入整個模組

import math

print(math.sqrt(16))   # 開根號
print(math.pi)         # 圓周率

說明：
使用模組時要加上「模組名稱.函式名稱」!

輸出：

2.匯入模組的部分功能

from math import sqrt, pi

print(sqrt(25))
print(pi)

from ... import ... 的意思是：

「我只要這幾樣東西，不用整包都拿來。」

這樣可以減少記憶體使用，也讓程式更精簡！

3.匯入並取別名

import random as r

print(r.randint(1, 10))

說明：

as 後面可以幫模組取一個綽號，通常會比較簡短的！
就像朋友一樣叫綽號就好，不用每次講全名。

輸出：

二、常見模組：math數學模組

math模組主要提供進階數學運算的函式。

1.ceil(x) — 無條件進位

取「比 x 大」的最小整數（天花板函式）。

import math
print(math.ceil(3.2))   # 4
print(math.ceil(-3.2))  # -3

💡小技巧：

可用於計算「頁數」、「分組數」等情境，例如要讓 17 個人每組最多 5 人

2.floor(x) — 無條件捨去

取「比 x 小」的最大整數（地板函式）。

print(math.floor(3.9))   # 3
print(math.floor(-3.9))  # -4

3.fabs(x) — 絕對值（float 版本）

與內建 abs() 類似，不同之處是：

math.fabs() 一定回傳浮點數，而 abs() 會根據輸入型別回傳 int 或 float。

print(math.fabs(-10))   # 10.0
print(abs(-10))         # 10

4.gcd(x, y) — 最大公因數

返回兩個數字的最大公因數（Greatest Common Divisor）。

print(math.gcd(24, 36))  # 12
print(math.gcd(10, 15))  # 5

可搭配 lcm()（Python 3.9）找最小公倍數：

print(math.lcm(4, 6))  # 12

5. sqrt(x) — 平方根

回傳 x 的平方根（只支援非負數）。

print(math.sqrt(9))    # 3.0
print(math.sqrt(2))    # 1.4142135623730951

6.sin(x)、cos(x)、tan(x) — 三角函式

回傳弧度（radian）為單位的正弦、餘弦、正切值。

print(math.sin(math.pi/2))  # 1.0
print(math.cos(0))          # 1.0
print(math.tan(math.pi/4))  # 1.0

7.其他常見函式補充：

牛刀小試：

import math

print("請輸入直角三角形兩邊長：")
x=float(input("請輸入底邊長"))
y=float(input("請輸入高邊長"))
z=math.sqrt(x**2+y**2)
print("斜邊長：",z)

輸出：

三、常見模組：random隨機模組

random模組用來「產生隨機數」或「隨機選擇資料」，
在遊戲、模擬、抽獎、亂數密碼產生器中都超常見!!

使用前記得先匯入：

import random

一起來看看用途以及語法吧：

1.產生隨機整數與小數

(1)random.randint(a, b)

回傳「整數」亂數，範圍包含 a 和 b。

import random
print(random.randint(1, 6))  # 模擬擲骰子：可能輸出 1~6

輸出：（每一次執行結果都會不一樣喔！）

(2)random.random()

回傳一個「0~1 之間的浮點數」，不包含 1。

print(random.random())  

輸出：

(3)random.uniform(a, b)

產生「a 到 b 之間」的隨機小數。

print(random.uniform(10, 20))  

輸出：（隨機印出10到20之間的小數）

2.隨機抽樣與選取

(1) random.choice(sequence)

從「序列（list、tuple、string）」中隨機取出一個元素。

fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
print(random.choice(fruits)) 

輸出：

(2) random.choices(sequence, k=n)

一次取出「多個」元素（可重複）。

colors = ["red", "blue", "green"]
print(random.choices(colors, k=3))  

輸出：

(3) random.sample(sequence, k=n)

隨機取出「不重複」的元素。

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
print(random.sample(numbers, 3))  

輸出：

(4) random.shuffle(list)

將清單的順序「就地洗牌」。

cards = ["A", "K", "Q", "J"]
random.shuffle(cards)
print(cards)  # 例如：['J', 'A', 'K', 'Q']

輸出：

牛刀小試1：抽獎程式

import random

participants = ["Alice", "Bob", "Charlie", "David", "Eve"]

print("🎉 抽獎開始！")

winners = random.sample(participants, 2)  # 抽出2位不重複得獎者
print(f"得獎者是：{winners[0]} 和 {winners[1]}！")

輸出：

牛刀小試2:猜數字遊戲

import random

answer = random.randint(1, 10)

print("🎯 猜數字遊戲開始！（範圍 1~10）")

while True:
    guess = int(input("請輸入你的猜測："))

    if guess > answer:
        print("太大了！")
    elif guess < answer:
        print("太小了！")
    else:
        print(f"🎉 恭喜答對！答案是 {answer}")
        break

輸出：

四、sys 模組：掌控 Python 系統資訊

sys（System）模組負責和「Python 執行環境」對話。
想知道你的 Python 版本？或是讓程式中途退出？
通通找它就對了！

常用語法與範例：

import sys

print(sys.version)        # 顯示 Python 版本
print(sys.platform)       # 顯示作業系統平台

# 提前結束程式
sys.exit("程式中止，結束執行。")

• sys.version → 確認環境是否符合版本需求。
• sys.platform → 檢查程式運行於哪個系統（Windows / macOS / Linux）。
• sys.exit() → 提前結束執行，常用於錯誤檢查或安全中止。

⚠️ 新手常見錯誤：

sys.exit() 不會顯示錯誤，它只是「正常離開」，
如果你要顯示訊息，可以在括號裡加字串。

五、os 模組：與作業系統對話

os（Operating System）模組是 Python 與電腦「溝通」的橋樑。

可以用它建立資料夾、列出檔案、刪除檔案，或取得目前工作路徑。

import os

print(os.getcwd())            # 顯示目前工作目錄
os.mkdir("test_folder")       # 建立新資料夾
print(os.listdir())           # 顯示資料夾內所有檔案
os.rename("test_folder", "my_folder")  # 重新命名資料夾
os.remove("old_file.txt")     # 刪除檔案（小心使用！）

• os.getcwd() → 顯示目前 Python 執行位置。
• os.listdir() → 查看資料夾內容。
• os.mkdir() / os.rename() / os.remove() → 操作檔案與資料夾。

⚠️ 新手常見錯誤：

執行 os.remove() 或 os.rmdir() 前一定要確認路徑存在，否則會噴錯！
可以先用 os.path.exists("路徑") 來檢查。

六、shutil 模組：搬家與複製專家

shutil 是「檔案處理模組」的進階版，

可以幫你搬移、複製、整包壓縮，處理整個資料夾非常方便。

import shutil

# 複製單一檔案
shutil.copy("data.txt", "backup.txt")

# 搬移檔案
shutil.move("backup.txt", "backup_folder/backup.txt")

# 壓縮資料夾
shutil.make_archive("my_backup", "zip", "backup_folder")

• shutil.copy(src, dst) → 複製檔案。
• shutil.move(src, dst) → 搬移檔案或資料夾。
• shutil.make_archive(name, format, root_dir) → 將整個資料夾打包成壓縮檔。

七、datetime 模組：掌控時間與日期

處理時間的模組就是 datetime，

它能取得今天的日期、現在的時間，還能計算日期差距。

from datetime import datetime, timedelta

# 取得現在時間
now = datetime.now()
print("現在時間：", now)

# 格式化顯示
print("格式化輸出：", now.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S"))

# 計算日期差
tomorrow = now + timedelta(days=1)
print("明天是：", tomorrow.strftime("%Y-%m-%d"))

輸出：

用途說明：

• datetime.now() → 取得目前時間。
• strftime() → 格式化輸出時間（%Y 年、%m 月、%d 日）。
• timedelta(days=1) → 做日期加減。

結語

走到今天，大家應該有一種「程式越來越像積木」的感覺。

以前寫程式，我們常常一股腦把所有功能塞進同一支檔案裡，
結果改一行、壞一片，debug 到懷疑人生。

但今天我們學到的「模組與套件」，
其實就是讓程式「有組織、有分工」的關鍵！！

模組（module）就像是功能零件，
每個 .py 檔都能被重複使用。
而套件（package）則是收納盒，
讓你把零件分類整理起來，誰都能方便使用。

再加上 math、random、sys、os、shutil、datetime 這些標準模組，
你會發現 Python 幾乎可以處理所有日常任務：
從算數學、產生亂數、控制系統、備份資料、到掌控時間，全部一手包辦。

老實說，走到 Day24，我真的能感受到每天撰稿的累積。
從一開始每天寫文章都卡半天（雖然每天都還是花很久的時間），
但感覺就像是在寫日記、已經快變成一種習慣了！（畢竟養成一個習慣需要21天）
這 24 天的筆記也在讓我的思考變得更有系統！！

明天，我們要進入最後衝刺的階段，
繼續堅持，我們快到終點了！！（也跟自己打氣一下！）

那麼我們就明天見囉～