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🧩 第4堂課:模組、套件與環境

程式學習第四堂課:Python import 模組、pip 套件管理、venv 虛擬環境、random/datetime/string 內建模組、密碼產生器
含語音講解(約 60 分鐘),附互動小測驗

📖 第一階段:模組與 import(約 25 分鐘)

1. 什麼是模組?

⏱ 10 分鐘

模組(module)就是別人寫好的一包程式碼:

import random, math, datetime
print(random.randint(1, 100))       # 隨機整數
print(random.choice(["蘋果","香蕉"])) # 隨機選
print(math.sqrt(64))                 # 8.0
print(datetime.datetime.now().strftime("%Y/%m/%d"))

2. import 的四種寫法

⏱ 10 分鐘
# 1. import 整個模組
import random

# 2. from 模組 import 函式
from random import randint, choice

# 3. 取別名
import pandas as pd

# 4. 自己寫的 .py 檔也是模組!
import utils  # utils.py 有 def calculate_tax():

📖 第二階段:pip 與 venv(約 20 分鐘)

3. pip:Python 的 App Store

⏱ 15 分鐘
pip install requests    # HTTP 請求
pip install pandas      # 資料分析
pip install flask       # 網頁框架
pip list                # 查看已安裝
pip freeze > requirements.txt   # 匯出
pip install -r requirements.txt # 在新環境安裝

# 虛擬環境 venv
python -m venv myenv
source myenv/bin/activate  # Mac/Linux
🚨 虛擬環境讓每個專案有獨立套件,互不干擾。專業開發必備!

📖 第三階段:實戰(約 15 分鐘)

4. 專案:密碼產生器

⏱ 10 分鐘
import random, string

def generate_password(length=12):
    chars = string.ascii_letters + string.digits + "!@#$%^&*"
    return ''.join(random.choice(chars) for _ in range(length))

for i in range(5):
    print(f"密碼 {i+1}: {generate_password(16)}")
🔐 安全密碼:英文大小寫 + 數字 + 特殊符號,至少 12 位。

🔍 常用內建模組

⏱ 12 分鐘

Python 內建了大量實用模組,不需要 pip 安裝就能用:

import random       # 亂數
import datetime     # 日期時間
import os           # 作業系統操作

# random — 遊戲、抽獎必備
print(random.randint(1, 100))        # 1~100 隨機整數
print(random.choice(["大吉","中吉","小吉","凶"]))
cards = ["A","K","Q","J"]; random.shuffle(cards)  # 洗牌

# datetime — 時間處理
now = datetime.datetime.now()
print(now.strftime("%Y/%m/%d %H:%M"))  # 2026/07/14 17:30
birthday = datetime.date(2000, 1, 15)
age = datetime.date.today().year - birthday.year
print(f"年齡:{age} 歲")

# os — 檔案系統操作
print(os.getcwd())           # 目前工作目錄
os.makedirs("data/logs", exist_ok=True)  # 遞迴建立目錄
📦 Python 有超過 200 個內建模組,randomdatetimeos 是最常用的三個。

🔍 pip 套件管理精要

⏱ 8 分鐘
# 常用 pip 指令
pip list                    # 列出已安裝的套件
pip install requests        # 安裝套件
pip install requests==2.31  # 安裝特定版本
pip freeze > requirements.txt    # 匯出依賴清單
pip install -r requirements.txt  # 批次安裝

# requirements.txt 範例
requests>=2.28,<3.0
pandas==2.1.0
numpy>=1.24
⚠️ 永遠在 venv 裡面 pip install,不要污染全域 Python!
📌 requirements.txt 是專案的「食材清單」,換電腦時一鍵還原環境。

🧪 小測驗:你學會了嗎?

5 題選擇題,選完按「交卷」看成績
第 1 / 5 題
import random 中的 random 是什麼?
第 2 / 5 題
pip 的主要功能?
第 3 / 5 題
from math import sqrt 之後怎麼呼叫?
第 4 / 5 題
為什麼要用虛擬環境 venv?
第 5 / 5 題
import datetime 後怎麼取得現在時間?
你的得分
0/5

🎯 第4堂課,你學會了什麼?

import 模組pip 套件venv 虛擬環境密碼產生器

全世界工程師寫好的程式碼,都是你的工具箱!

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