1. 為什麼要在 Python 中呼叫其他檔案？有什麼好處？
程式越大，分割程式碼就越重要
剛開始學習 Python 時，把所有程式寫在一個檔案裡也沒問題。但隨著程式越來越大，邏輯會變得複雜，在同一個檔案中管理就變得困難。
這時候，「把函式或類別分開寫在不同檔案，需要時再呼叫」的結構設計就很重要了。這麼做可以讓程式碼更容易閱讀，也大幅提升維護性和重複使用的可能性。
提升程式碼的可重複使用性
例如：格式化文字的函式、格式化日期的函式等等，這些處理常常會在不同的腳本中重複使用。如果先把這些函式整理到一個檔案中，那在其他腳本中只要用 import 就可以輕鬆使用。
# 在 utils.py 中定義
def format_date(date):
return date.strftime('%Y-%m-%d')
# 從 main.py 呼叫
from utils import format_date像這樣就能重複使用一次寫好的程式碼，大大提升開發效率。
改善維護性與可讀性
如果所有程式都寫在同一個檔案裡，一旦發生錯誤，就很難找出問題在哪裡。而且對其他人來說，也比較難看懂整個邏輯。
如果能依功能把檔案分開管理，就可以像這樣：
- 「資料庫處理在這個檔案」
- 「使用者輸入驗證在這個檔案」
這樣可以清楚區分各部分的責任。
好處包括：
- 更快找到並修正 bug
- 多人協作時減少衝突
- 更容易做程式碼審查
正式專案中必備的技能
當你使用 Python 開發 Web 應用程式，或管理多個機器學習模型時，把功能分檔並整理結構是一個基本功。使用 Django、FastAPI 等框架時，也會預設你了解資料夾結構與 import 的概念。
因此，即使是初學者，也應該在早期就學會「從其他檔案呼叫函式或類別」的做法。
2. Python 中 import 的基本用法
什麼是 import？
在 Python 中，如果你想使用其他檔案（模組）裡的函式或類別，就需要用到 import 指令。
透過它，你可以像在同一個檔案裡一樣，直接使用別的檔案中定義的程式。
這個機制讓我們可以輕鬆載入 Python 的標準函式庫，或是自己寫的模組。
最基本的用法：載入同一資料夾內的檔案
最基本的 import 使用方式，就是載入同一個資料夾下的其他檔案。
比方說，假設有以下的資料夾結構：
project/
├── main.py
└── utils.py如果你想從 main.py 使用 utils.py 中定義的函式，可以這樣寫：
# utils.py
def greet(name):
return f"こんにちは、{name}さん！"# main.py
import utils
print(utils.greet("佐川"))就像這樣，只要指定檔案名稱（不含 .py），就可以使用裡面的函式或變數。
呼叫時使用「模組名稱.函式名稱」的格式。
使用 from-import 只載入特定函式
如果你只想使用某一個特定的函式，可以用 from 模組名稱 import 函式名稱 的格式來引入。
# main.py
from utils import greet
print(greet("佐川"))這樣寫可以省去 utils.greet()，直接使用 greet()，更簡潔。
如果要同時載入多個函式，也可以用逗號分隔：
from utils import greet, farewell使用別名（alias）簡化 import
如果模組名稱太長，或想讓程式碼更簡潔，可以使用 as 為它指定別名（alias）。
import utils as ut
print(ut.greet("佐川"))這樣可以讓程式更短，而且也能避免與其他模組名稱衝突。
注意 import 的位置
在 Python 中，一般建議把 import 寫在檔案最上方。
但如果某些函式庫只在特定情況下才會用到，也可以在函式內部寫。
def use_numpy_temporarily():
import numpy as np
return np.array([1, 2, 3])不過從可讀性和維護性來看，最好還是把 import 集中寫在最前面。
3. 從子資料夾或其他資料夾呼叫 Python 檔案
Python 中，import 的方式會隨資料夾結構改變
當你的 Python 專案有多層資料夾時，有時候無法單純使用 import 就載入其他檔案。
這時就需要理解正確的路徑設定與用法。
這一章會透過實例，說明如何從子資料夾或其他資料夾中呼叫函式或類別。
從子資料夾中的檔案 import
假設有以下的資料夾結構：
project/
├── main.py
└── tools/
└── formatter.py如果要從 main.py 呼叫 formatter.py 中的函式，基本寫法如下：
# tools/formatter.py
def shout(text):
return text.upper() + "!"# main.py
from tools import formatter
print(formatter.shout("hello"))如果你只想引入特定函式，也可以這樣寫：
from tools.formatter import shout
print(shout("hello"))這種寫法就是「資料夾名稱.檔案名稱」的形式來指定子資料夾中的檔案。
有些情況下需要 __init__.py 才能當作套件使用
在舊版 Python（3.2 以下）或某些工具中，要讓資料夾被當成模組套件（package），就必須包含 __init__.py 檔案。
tools/
├── __init__.py
└── formatter.py這個檔案可以是空的沒關係。雖然在 Python 3.3 以後不是強制的，但加上會比較保險。
從父資料夾或兄弟資料夾 import
如果要從不同資料夾呼叫檔案，請參考以下的例子：
project/
├── main.py
└── modules/
└── helper.pyPython 預設不會自動搜尋 modules/ 資料夾，所以你需要採取一些對應方式。
方式①：使用 sys.path 增加搜尋路徑
# main.py
import sys
import os
sys.path.append(os.path.join(os.path.dirname(__file__), 'modules'))
import helper
print(helper.some_function())透過這種方式，你可以手動將資料夾加入 Python 的模組搜尋路徑中。
特別適合在專案根目錄下執行腳本的情境。
方式②：注意 Python 的執行位置
Python 的 import 行為會受到目前執行的資料夾影響。
你是從 project/ 執行 main.py，還是從 modules/ 執行，可能導致結果不同。
# 正確執行方式
cd project
python main.py另外在使用 VSCode 等編輯器時，「執行檔案」按鈕的預設位置也會影響執行結果，需要特別注意。
注意：絕對路徑 vs 相對路徑
from modules.helper import func是絕對 importfrom ..modules import helper是相對 import
相對 import 雖然方便，但容易受到執行位置影響而出錯。
建議初學者與實務開發中，以「絕對 import」為主，會比較穩定可靠。
4. 相對 import 與 絕對 import 的差異與用法
Python 的 import 有兩種主要方式
在 Python 中要從其他檔案呼叫程式碼，主要有兩種方式：
- 絕對 import（absolute import）
- 相對 import（relative import）
雖然這兩種方法的目的相同，但寫法和適用情境不同，選對方式能避免很多錯誤。
什麼是 絕對 import？
絕對 import 是指從專案的根目錄開始，明確指定模組的路徑。這是最常見、也是大多數專案推薦的寫法。
from tools.formatter import shout像這樣，「資料夾名稱.檔案名稱.函式名稱」的格式就是絕對 import。
優點：
- 清楚明確，易讀性高
- 不同執行環境下也能正常運作
- 其他開發者也能快速理解結構
缺點：
- 如果資料夾層級很深，寫起來會比較長
什麼是 相對 import？
相對 import 是指以當前檔案的位置為基準，來引入其他模組。這種寫法多用於套件（package）內部模組之間的呼叫。
from . import formatter # 當前資料夾
from ..tools import formatter # 上一層資料夾. 表示目前所在的資料夾，.. 表示上一層資料夾。
優點：
- 清楚表示模組間的相對關係
- 方便套件內部模組之間互相引用
缺點：
- 容易受到執行位置影響，發生錯誤
- 不適合直接從外部執行的腳本
- 在大型專案中會讓結構變得難懂
什麼情況該用哪一種？實務中的選擇建議
根據 Python 官方文件，建議如下：
- 如果模組是給外部使用的：使用 絕對 import
- 如果模組只在套件內部使用：可以使用 相對 import
對初學者來說，使用絕對 import 會更穩定，出錯率也比較低。
實際錯誤範例：相對 import 失敗？
# example.py（直接執行）
from .module import func # ValueError: attempted relative import beyond top-level package這個錯誤代表相對 import 在直接執行腳本時會失敗，因為 Python 不會把單一檔案視為套件的一部分。
解決方法是用模組方式執行：
python -m package.module總結：預設使用絕對 import，特殊情況用相對 import
- 預設使用絕對 import（結構清晰、穩定性高）
- 只有在套件內部模組需要互相呼叫時才使用相對 import
雖然相對 import 很方便，但因為容易受執行位置影響而出錯，所以建議慎用。選對方式，才能寫出更穩定且易於維護的程式。
5. 模組管理的最佳做法：進行套件化（Package 化）
當專案檔案變多時，進行「套件化」是好方法
在使用 Python 開發大型專案時，將程式碼依功能切分到多個檔案是非常重要的。
這時，「套件化（Package 化）」的概念就派上用場了。
所謂套件，就是將多個 Python 模組（.py 檔案）依功能歸類成一個資料夾。這樣不僅可讀性更高，也更容易維護與重複利用。
__init__.py 的角色是什麼？
要讓某個資料夾被 Python 視為套件，原則上必須在裡面放一個 __init__.py 檔案。
project/
└── tools/
├── __init__.py
└── formatter.py__init__.py 是 Python 判斷「這是一個套件」的依據。
雖然內容可以是空的，但你也可以在裡面進行初始化設定，或指定要對外公開的函式：
# tools/__init__.py
from .formatter import shout這樣使用者就可以直接這樣引用：
from tools import shout一個套件化專案的範例結構
下面是實際專案的套件化結構範例：
my_project/
├── main.py
└── tools/
├── __init__.py
├── formatter.py
└── validator.py在這種情況下，你可以從 main.py 呼叫 tools 底下的所有模組：
# main.py
from tools import formatter, validator
print(formatter.shout("Hello"))
print(validator.is_valid("12345"))套件化的好處整理
| 優點 | 說明 |
|---|---|
| 結構清晰、好管理 | 可以依功能分類，讓專案更有條理 |
| 避免命名衝突 | 不同模組有獨立空間，不容易重名 |
| 方便重複利用 | 整個套件可以在其他專案中直接使用 |
| 便於測試與自動化 | 可以針對每個模組個別測試 |
Python 3.3 以後 __init__.py 可以省略？
從 Python 3.3 起，即使沒有 __init__.py，資料夾也能當作套件使用（稱為隱式套件）。
但實務上，以下幾個理由仍然建議加上：
- 某些工具或函式庫仍要求存在
- 如果需要初始化設定或指定公開函式，就一定要寫
- 開發者能一眼知道這是「套件」
因此，加上 __init__.py 仍然是業界標準作法，可以避免不必要的錯誤。
