模塊和包

我們以前的代碼都是寫在一個(gè)文件中, 而且代碼也比較短.

1. 假設(shè)我們現(xiàn)在要寫一個(gè)大的系統(tǒng), 不可能把代碼只寫到一個(gè)文件中, 迫切想把代碼寫到不同的文件中, 并且能夠在一個(gè)文件使用另一個(gè)文件中代碼. 這個(gè)時(shí)候應(yīng)該怎么做?
2. 如果你有一個(gè)非常棒的函數(shù), 想在多個(gè)程序中使用, 又不想 copy, 這個(gè)時(shí)候又應(yīng)該怎么做?

為了解決上面的這些問題, python 提出了一個(gè)moudle的概念.

我們每定義一個(gè).py文件, 其實(shí)就是定義了一個(gè)moudle.在一個(gè)moudel中定義的函數(shù),類都可以導(dǎo)入(import)到另外一個(gè)模塊中, 也可以導(dǎo)入到主模塊(main moudle)中.

一個(gè)文件就是一個(gè)模塊, 在一個(gè)模塊內(nèi)可以定義變量, 函數(shù), 類等, 也可以有合法的 python 語句.

文件名就是模塊名(不包括擴(kuò)展名.py). 我們可以通過一個(gè)全局變量__name__來獲取這個(gè)模塊的名字, 當(dāng)然獲取到的是個(gè)字符串.

一、模塊基本使用

1.1 定義模塊

定義模塊其實(shí)就是創(chuàng)建一個(gè).py文件.
python之父建議的的模塊命名:

1. 公共模塊: 所有的字母小寫, 不同的單詞之間用下劃線_連接
2. 內(nèi)部模塊: 用下劃線_開頭, 其余與公共模塊一樣.

定義一個(gè)計(jì)算斐波那契數(shù)列前 n 項(xiàng)的模塊

第 1 步: 創(chuàng)建一個(gè)文件fibo.py, 相當(dāng)于創(chuàng)建了一個(gè)模塊fibo.

def fib(n):    #1,1,2,3,5,8,13,21,34...    a, b = 0, 1    for i in range(n):        print(b, end=" ")        a, b = b, a + b    #print()

第 2 部: 再創(chuàng)建一個(gè)模塊demo, 作為我們程序的入口, 這樣的模塊其實(shí)就是main moudle. 在主模塊內(nèi)部使用我們第 1 步創(chuàng)建的模塊.

import fibo  # 導(dǎo)入需要的模塊print(__name__) # 當(dāng)前模塊直接執(zhí)行, 所以當(dāng)前模塊就是主模塊 輸出__main__# 模塊名就成為了在 fibo 這個(gè)模塊中定義的全局變量, 函數(shù), 類的命名空間print(fibo.__name__)    # 輸出模塊名# 調(diào)用模塊內(nèi)定義的函數(shù)fibo.fib(20)

1.2 模塊的細(xì)節(jié)

1. **使用import加載模塊的位置. **
   可以放置文件的任何位置, 但是建議放置文件的開始位置來加載模塊. 而且一定要保證在使用模塊前先加載模塊
2. 首次導(dǎo)入模塊, 會(huì)創(chuàng)建一個(gè)以模塊名命名的命名空間. 在這個(gè)模塊中定義的全局變量, 函數(shù), 類都處于這個(gè)命名空間下
3. 在新創(chuàng)建的命名空間中, 執(zhí)行模塊內(nèi)的代碼. 如果有全局變量, 函數(shù), 類啥的都會(huì)完成定義工作. 如果有輸出, 你也會(huì)立即看到結(jié)果.
4. 使用模塊名.成員的方式來使用模塊內(nèi)定義的成員:全局變量, 函數(shù), 類
5. 模塊內(nèi)定義的類的使用要注意也是模塊名.類名的方式來使用.比如模塊a中定義了一個(gè)類Person, 則創(chuàng)建對(duì)象的方式:p = a.Person()

二、import語句進(jìn)一步講解

2.1 給導(dǎo)入的模塊起別名

導(dǎo)入模塊之后, 可能模塊名比較長(zhǎng), 想換個(gè)短點(diǎn)的, 我們可以給導(dǎo)入的模塊起個(gè)別名.

import hello_world as hwhw.foo()

注意:

起別命名之后只會(huì)創(chuàng)建hw命名空間, 而不會(huì)再創(chuàng)建hello_world命名空間. 所以這樣使用是錯(cuò)誤的:hello_world.foo()

2.2 一次導(dǎo)入多個(gè)模塊

前面我們已經(jīng)了解到使用import可以導(dǎo)入一個(gè)模塊.

我們也可以多次使用import來導(dǎo)入多個(gè)模塊

import aimport bimport c

上面這種寫法比較啰嗦, 可以使用一個(gè)import同時(shí)導(dǎo)入多個(gè)模塊

import a, b, c

2.3 從模塊導(dǎo)入具體的定義(from方式導(dǎo)入)

單獨(dú)使用import是導(dǎo)入整個(gè)模塊, 默認(rèn)的所有定義都會(huì)導(dǎo)入, 而且會(huì)創(chuàng)建新的命名空間. 并沒模塊的代碼也會(huì)執(zhí)行.

如果我們僅僅是用到模塊中某個(gè)函數(shù)或者類, 這個(gè)時(shí)候, 我們可以只導(dǎo)入我們想要的某個(gè)定義, 而不需要導(dǎo)入整個(gè)模塊.

語法:

from 模塊 import 具體的定義

from fibo import fib    # 從模塊 fibo 中只導(dǎo)入 fibfib(20)

說明:

1. 通過from語句導(dǎo)入的時(shí)候, 并不會(huì)創(chuàng)建新的命名空間, 而是把導(dǎo)入的定義放在了當(dāng)前命名空間中, 所以使用的時(shí)候不需要添加命名空間.
2. 這種寫法是錯(cuò)誤的:fibo.fib(20), 因?yàn)楦揪筒淮嬖?code>fibo這個(gè)命名空間
3. 可以一次導(dǎo)入多個(gè)定義:from fibo import fib, a, b, c
4. 使用通配符導(dǎo)入一個(gè)模塊中所有的定義:from fibo import *

from導(dǎo)入的作用域問題

把一個(gè)函數(shù)從一個(gè)模塊導(dǎo)入當(dāng)前模塊時(shí), 并不會(huì)改變這個(gè)函數(shù)的作用域規(guī)則. 也就是說好函數(shù)的全局命名空間仍然是那個(gè)函數(shù)定義所在的命名空間.

a.py:

n = 30def foo():    print("a模塊: n的值" + str(n))

b.py:

from a import foo, nn = 1000foo()print("當(dāng)前模塊: n 的值:" + str(n))#print("當(dāng)前模塊：n的值:",n)#print("當(dāng)前模塊：n的值:%d"%n)

原因分析:

foo函數(shù)中的n, 仍然是a模塊中的n

為什么呢?

在 python 中任何數(shù)據(jù)都是變量, n僅僅是對(duì)象的一個(gè)引用(符號(hào)). 導(dǎo)入 n 到當(dāng)前模塊, 僅僅是在原來的對(duì)象上多了一個(gè)引用而已.

這個(gè)兩個(gè)n由于命名空間不同, 所以不是同一個(gè)n. 修改一個(gè)變量的值, 其實(shí)是讓這個(gè)變量指向了一個(gè)新的對(duì)象

導(dǎo)入成功from a import foo, n之后是這樣的:

在 b 模塊中修改 n 的值n = 1000 之后是這樣的:

三、模塊運(yùn)行方式

對(duì)模塊的運(yùn)行方式做個(gè)總結(jié).

到目前為止, 我們有兩種方式去運(yùn)行模塊:

1. 直接使用python 模塊名.py. 這種模塊為主模塊, 這樣運(yùn)行方式叫做以程序的方式運(yùn)行.
2. 使用 import語句的方式來運(yùn)行模塊.

我們可以通過__name__屬性的值來判斷這個(gè)模塊的運(yùn)行方式.

if __name__ == "__main__":    # 是 程序的方式運(yùn)行    passelse:    # 否 以導(dǎo)入的方式運(yùn)行    pass

四、模塊搜索路徑

當(dāng)我們?nèi)ゼ虞d一個(gè)模塊的時(shí)候, python 會(huì)在指定的路徑中搜索這個(gè)模塊, 一旦搜索到則會(huì)立即導(dǎo)入. 如果搜索不到則會(huì)拋出異常.

出現(xiàn)下面這種情況一般是模塊的路徑不對(duì)導(dǎo)致的!

4.1 模塊的默認(rèn)搜索路徑

python 搜索模塊按照一定的順序來搜索的:

1. 當(dāng)前目錄
2. 系統(tǒng)內(nèi)置模塊
3. 安裝的第三方模塊

搜索路徑存放在sys的path變量中.

4.2更改模塊的搜索路徑

兩種更方式:

1. 動(dòng)態(tài)更改
2. 持久更改

動(dòng)態(tài)更改

sys.path是一個(gè)列表, 只需要在里面添加上你需要的路徑即可.

sys.path.append("路徑")

持久更改

設(shè)置環(huán)境變量PYTHONPATH, 在這個(gè)環(huán)境變量中設(shè)置你需要的路徑即可. 只添加自己的路徑即可, python 自己本身的搜索路徑不受影響

五、包(package)

5.1 包概述

一個(gè).py文件就是一個(gè)模塊, 但是模塊一多, 管理起來也是比較麻煩.

python 提供包是為了更好的對(duì)模塊進(jìn)行管理.

包可以看做是一組模塊的集合, 把這組模塊放在一個(gè)包的名稱下.包這項(xiàng)技術(shù)可以解決不同的應(yīng)用程序之間模塊的命名沖突問題.

包包括兩個(gè)必要條件:

1. **一個(gè)文件夾. **
   這個(gè)文件夾的名字其實(shí)就是包的名字.包的命名規(guī)則和公共文件的命名一致:全部字符小寫, 不同的單詞之間用空格隔開.
2. 在前面的文件夾下的一個(gè)__init__.py的初始化文件.
   這個(gè)文件可以為空, 也可以定義一些導(dǎo)入模塊時(shí)候的初始化代碼.

注意:

一個(gè)包中可以有自己的子包, 子包也可以再有子包... 每一個(gè)包都會(huì)有一個(gè)自己的__init__.py文件.

5.2 從包中導(dǎo)入模塊

定義包是為了更好的管理模塊, 有幾種導(dǎo)入模塊的方式!

假設(shè)有這樣的一個(gè)包結(jié)構(gòu):

使用import導(dǎo)入模塊

# 導(dǎo)入 echo 模塊import sound.effects.echo# 使用的時(shí)候必須使用全名sound.effects.echo.echofilter(input, output, delay=0.7, atten=4)

使用from導(dǎo)入模塊

# 導(dǎo)入 echo 模塊from sound.effects import echo# 只需要包名即可echo.echofilter(input, output, delay=0.7, atten=4)

使用from直接導(dǎo)入模塊中的定義

# 從模塊中導(dǎo)入定義from sound.effects.echo import echofilter# 直接調(diào)用導(dǎo)入的函數(shù)即可echofilter(input, output, delay=0.7, atten=4)

注意:

當(dāng)我們多個(gè)模塊中都導(dǎo)入同一個(gè)模塊的時(shí)候, 只有第一次導(dǎo)入的時(shí)候才會(huì)執(zhí)行包的__init__()和模塊中的代碼.

可以這樣理解: 當(dāng)導(dǎo)入某個(gè)模塊的時(shí)候, 會(huì)先查找某個(gè)模塊是否已經(jīng)導(dǎo)過, 如果已經(jīng)導(dǎo)入過, 就直接使用不再重新導(dǎo)入.

使用*通配符導(dǎo)入

使用from 包 import *, 可以導(dǎo)入整個(gè)包下所有的模塊.

但是由于各個(gè)操作系統(tǒng)的在對(duì)文件名的命名上的差異, 默認(rèn)情況下這個(gè)語句一個(gè)包都導(dǎo)入不了.

我們可以在這個(gè)包的__init__.py定義一個(gè)列表, 這個(gè)列表中定義使用*的時(shí)候可以導(dǎo)入哪些包

__all__ = ["a", "b"]  # 使用 * 的時(shí)候?qū)隺 和 b 兩個(gè)包

5.3使用相對(duì)導(dǎo)入

同一個(gè)包下的模塊互相導(dǎo)入的時(shí)候, 也需要些完全限定名, 也就是把他們的上級(jí)的所有的包都要寫上, 這是比較麻煩的.

所以, python 還是支持一種相對(duì)導(dǎo)入.

一個(gè)點(diǎn).表示當(dāng)前包, 兩個(gè)點(diǎn)..表示表示父包

相對(duì)導(dǎo)包只能用在from中.

from . import my2

注意:

相對(duì)導(dǎo)包的原理是根據(jù)當(dāng)前模塊的__name__來計(jì)算的包的路徑, 由于主模塊的__name__值永遠(yuǎn)是__main__, 所以主模塊中不能使用相對(duì)導(dǎo)包, 只能使用絕對(duì)路徑去導(dǎo)包.

有了包之后, 模塊都應(yīng)該放入到相應(yīng)的包下