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Python模块

时间:2020-08-07 22:29:02      阅读:110      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

模块

在前面我们脚本是用 Python 解释器来编程,如果你从 Python 解释器退出再进入,那么你定义的所有的方法和变量就都消失了。

为此 Python 提供了一个办法,把这些定义存放在文件中,为一些脚本或者交互式的解释器实例使用,这个文件被称为模块(Module)。

模块是一个包含所有你定义的函数和变量的文件,其后缀名是.py。模块可以被别的程序引入,以使用该模块中的函数等功能。这也是使用 Python 标准库的方法。


1. 什么是模块

  • 容器 -> 数据的封装
  • 函数 -> 语句的封装
  • 类 -> 方法和属性的封装
  • 模块 -> 程序文件

【例子】创建一个 hello.py 文件

# hello.py
def hi():
    print(‘Hi everyone, I love lsgogroup!‘)

2. 命名空间

命名空间因为对象的不同,也有所区别,可以分为如下几种:

  • 内置命名空间(Built-in Namespaces):Python 运行起来,它们就存在了。内置函数的命名空间都属于内置命名空间,所以,我们可以在任何程序中直接运行它们,比如id(),不需要做什么操作,拿过来就直接使用了。
  • 全局命名空间(Module:Global Namespaces):每个模块创建它自己所拥有的全局命名空间,不同模块的全局命名空间彼此独立,不同模块中相同名称的命名空间,也会因为模块的不同而不相互干扰。
  • 本地命名空间(Function & Class:Local Namespaces):模块中有函数或者类,每个函数或者类所定义的命名空间就是本地命名空间。如果函数返回了结果或者抛出异常,则本地命名空间也结束了。

上述三种命名空间的关系

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程序在查询上述三种命名空间的时候,就按照从里到外的顺序,即:Local Namespaces --> Global Namesspaces --> Built-in Namesspaces。

【例子】

import hello

hello.hi()  # Hi everyone, I love lsgogroup!
hi()  # NameError: name ‘hi‘ is not defined

3. 导入模块

【例子】创建一个模块 TemperatureConversion.py

# TemperatureConversion.py
def c2f(cel):
    fah = cel * 1.8 + 32
    return fah


def f2c(fah):
    cel = (fah - 32) / 1.8
    return cel
  • 第一种:import 模块名

【例子】

import TemperatureConversion

print(‘32摄氏度 = %.2f华氏度‘ % TemperatureConversion.c2f(32))
print(‘99华氏度 = %.2f摄氏度‘ % TemperatureConversion.f2c(99))

# 32摄氏度 = 89.60华氏度
# 99华氏度 = 37.22摄氏度
  • 第二种:from 模块名 import 函数名

【例子】

from TemperatureConversion import c2f, f2c

print(‘32摄氏度 = %.2f华氏度‘ % c2f(32))
print(‘99华氏度 = %.2f摄氏度‘ % f2c(99))

# 32摄氏度 = 89.60华氏度
# 99华氏度 = 37.22摄氏度

下面的方式不推荐

【例子】

from TemperatureConversion import *

print(‘32摄氏度 = %.2f华氏度‘ % c2f(32))
print(‘99华氏度 = %.2f摄氏度‘ % f2c(99))

# 32摄氏度 = 89.60华氏度
# 99华氏度 = 37.22摄氏度
  • 第三种:import 模块名 as 新名字

【例子】

import TemperatureConversion as tc

print(‘32摄氏度 = %.2f华氏度‘ % tc.c2f(32))
print(‘99华氏度 = %.2f摄氏度‘ % tc.f2c(99))

# 32摄氏度 = 89.60华氏度
# 99华氏度 = 37.22摄氏度

4. if __name__ == ‘__main__‘

对于很多编程语言来说,程序都必须要有一个入口,而 Python 则不同,它属于脚本语言,不像编译型语言那样先将程序编译成二进制再运行,而是动态的逐行解释运行。也就是从脚本第一行开始运行,没有统一的入口。

假设我们有一个 const.py 文件,内容如下:

PI = 3.14


def main():
    print("PI:", PI)


main()

# PI: 3.14

现在,我们写一个用于计算圆面积的 area.py 文件,area.py 文件需要用到 const.py 文件中的 PI 变量。从 const.py 中,我们把 PI 变量导入 area.py:

from const import PI


def calc_round_area(radius):
    return PI * (radius ** 2)


def main():
    print("round area: ", calc_round_area(2))


main()

‘‘‘
PI: 3.14
round area:  12.56
‘‘‘

我们看到 const.py 中的 main 函数也被运行了,实际上我们不希望它被运行,因为 const.py 提供的 main 函数只是为了测试常量定义。这时if __name__ == ‘__main__‘派上了用场,我们把 const.py 改一下,添加if __name__ == "__main__"

PI = 3.14

def main():
    print("PI:", PI)

if __name__ == "__main__":
    main()

运行 const.py,输出如下:

PI: 3.14

运行 area.py,输出如下:

round area:  12.56

__name__:是内置变量,可用于表示当前模块的名字。

import const

print(__name__)
# __main__

print(const.__name__)
# const

由此我们可知:如果一个 .py 文件(模块)被直接运行时,其__name__值为__main__,即模块名为__main__

所以,if __name__ == ‘__main__‘的意思是:当 .py 文件被直接运行时,if __name__ == ‘__main__‘之下的代码块将被运行;当 .py 文件以模块形式被导入时,if __name__ == ‘__main__‘之下的代码块不被运行。


5. 搜索路径

当解释器遇到 import 语句,如果模块在当前的搜索路径就会被导入。

【例子】

import sys

print(sys.path)

# [‘C:\\ProgramData\\Anaconda3\\DLLs‘, ‘C:\\ProgramData\\Anaconda3\\lib‘, ‘C:\\ProgramData\\Anaconda3‘, ‘C:\\ProgramData\\Anaconda3\\lib\\site-packages‘,...]

我们使用 import 语句的时候,Python 解释器是怎样找到对应的文件的呢?

这就涉及到 Python 的搜索路径,搜索路径是由一系列目录名组成的,Python 解释器就依次从这些目录中去寻找所引入的模块。

这看起来很像环境变量,事实上,也可以通过定义环境变量的方式来确定搜索路径。

搜索路径是在 Python 编译或安装的时候确定的,安装新的库应该也会修改。搜索路径被存储在 sys 模块中的 path 变量中。


6. 包(package)

包是一种管理 Python 模块命名空间的形式,采用"点模块名称"。

创建包分为三个步骤:

  • 创建一个文件夹,用于存放相关的模块,文件夹的名字即包的名字。
  • 在文件夹中创建一个 __init__.py 的模块文件,内容可以为空。
  • 将相关的模块放入文件夹中。

不妨假设你想设计一套统一处理声音文件和数据的模块(或者称之为一个"包")。

现存很多种不同的音频文件格式(基本上都是通过后缀名区分的,例如: .wav,.aiff,.au),所以你需要有一组不断增加的模块,用来在不同的格式之间转换。

并且针对这些音频数据,还有很多不同的操作(比如混音,添加回声,增加均衡器功能,创建人造立体声效果),所以你还需要一组怎么也写不完的模块来处理这些操作。

这里给出了一种可能的包结构(在分层的文件系统中):

sound/                          顶层包
      __init__.py               初始化 sound 包
      formats/                  文件格式转换子包
              __init__.py
              wavread.py
              wavwrite.py
              aiffread.py
              aiffwrite.py
              auread.py
              auwrite.py
              ...
      effects/                  声音效果子包
              __init__.py
              echo.py
              surround.py
              reverse.py
              ...
      filters/                  filters 子包
              __init__.py
              equalizer.py
              vocoder.py
              karaoke.py
              ...

在导入一个包的时候,Python 会根据 sys.path 中的目录来寻找这个包中包含的子目录。

目录只有包含一个叫做 __init__.py 的文件才会被认作是一个包,最简单的情况,放一个空的 __init__.py 就可以了。

import sound.effects.echo

这将会导入子模块 sound.effects.echo。 他必须使用全名去访问:

sound.effects.echo.echofilter(input, output, delay=0.7, atten=4)

还有一种导入子模块的方法是:

from sound.effects import echo

这同样会导入子模块: echo,并且他不需要那些冗长的前缀,所以他可以这样使用:

echo.echofilter(input, output, delay=0.7, atten=4)

还有一种变化就是直接导入一个函数或者变量:

from sound.effects.echo import echofilter

同样的,这种方法会导入子模块: echo,并且可以直接使用他的 echofilter() 函数:

echofilter(input, output, delay=0.7, atten=4)

注意当使用 from package import item 这种形式的时候,对应的 item 既可以是包里面的子模块(子包),或者包里面定义的其他名称,比如函数,类或者变量。

设想一下,如果我们使用 from sound.effects import * 会发生什么?

Python 会进入文件系统,找到这个包里面所有的子模块,一个一个的把它们都导入进来。

导入语句遵循如下规则:如果包定义文件 __init__.py 存在一个叫做 __all__ 的列表变量,那么在使用 from package import * 的时候就把这个列表中的所有名字作为包内容导入。

这里有一个例子,在 sounds/effects/__init__.py中包含如下代码:

__all__ = ["echo", "surround", "reverse"]

这表示当你使用 from sound.effects import *这种用法时,你只会导入包里面这三个子模块。

如果 __all__ 真的没有定义,那么使用from sound.effects import *这种语法的时候,就不会导入包 sound.effects 里的任何子模块。他只是把包 sound.effects 和它里面定义的所有内容导入进来(可能运行__init__.py里定义的初始化代码)。

这会把 __init__.py 里面定义的所有名字导入进来。并且他不会破坏掉我们在这句话之前导入的所有明确指定的模块。

import sound.effects.echo
import sound.effects.surround
from sound.effects import *

这个例子中,在执行 from...import 前,包 sound.effects 中的 echo 和 surround 模块都被导入到当前的命名空间中了。

通常我们并不主张使用 * 这种方法来导入模块,因为这种方法经常会导致代码的可读性降低。

Python模块

原文:https://www.cnblogs.com/titaniumwu/p/13455520.html

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