Python基礎(chǔ)之模塊詳解
一、模塊
模塊可以看成是一堆函數(shù)的集合體。
一個(gè)py文件內(nèi)部就可以放一堆函數(shù),因此一個(gè)py文件就可以看成一個(gè)模塊。
如果這個(gè)py文件的文件名為module.py
,模塊名則是module
。
1、模塊的四種形式
在Python中,總共有以下四種形式的模塊:
- 自定義模塊:如果你自己寫一個(gè)py文件,在文件內(nèi)寫入一堆函數(shù),則它被稱為自定義模塊,即使用python編寫的.py文件
- 第三方模塊:已被編譯為共享庫(kù)或DLL的C或C++擴(kuò)展 ,如requests
- 內(nèi)置模塊:使用C編寫并鏈接到python解釋器的內(nèi)置模塊 ,如time
- 包(文件夾):把一系列模塊組織到一起的文件夾(注:文件夾下有一個(gè)__init__.py文件,該文件夾稱之為包)
2、為什么要用模塊?
- 用第三方或者內(nèi)置的模塊是一種拿來主義,可以極大地提升開發(fā)效率。
- 自定義模塊,將我們自己程序中用到的公共功能,寫入一個(gè)python文件,然后程序的各部分組件可以通過導(dǎo)入的方式來引用自定義模塊的功能。
二、如何用模塊
一般我們使用import和from...import...導(dǎo)入模塊。
以下述spam.py內(nèi)的文件代碼為例。
# spam.py print('from the spam.py') money = 1000 def read1(): print('spam模塊:', money) def read2(): print('spam模塊') read1() def change(): global money money = 0
1、import 模塊名
語法如下:
import module1[, module2[,... moduleN]
import導(dǎo)入的模塊,訪問需要加前綴。
import首次導(dǎo)入模塊發(fā)生了3件事:
- 以模塊為準(zhǔn)創(chuàng)造一個(gè)模塊的名稱空間
- 執(zhí)行模塊對(duì)應(yīng)的文件,將執(zhí)行過程中產(chǎn)生的名字都丟到模塊的名稱空間
- 在當(dāng)前執(zhí)行文件中拿到一個(gè)模塊名
注意:模塊的重復(fù)導(dǎo)入會(huì)直接引用之前創(chuàng)造好的結(jié)果,不會(huì)重復(fù)執(zhí)行模塊的文件。
# run.py import spam # from the spam.py import spam money = 111111 spam.read1() # 'spam模塊:1000' spam.change() print(spam.money) # 0 print(money) # 111111
導(dǎo)入重命名:smt變量指向span模塊的名稱空間
# run.py import spam as sm money = 111111 sm.money sm.read1() # 'spam模塊:1000' sm.read2 sm.change() print(money) # 1000
導(dǎo)入多個(gè)模塊
import spam, time, os # 推薦使用下述方式 import spam import time import os
2、from 模塊名 import 具體的函數(shù)
語法如下:
from modname import name1[, name2[, ... nameN]]
這個(gè)聲明不會(huì)把整個(gè)模塊導(dǎo)入到當(dāng)前的命名空間中,它只會(huì)將模塊里的一個(gè)或多個(gè)函數(shù)引入進(jìn)來。
from...import...導(dǎo)入的模塊,訪問不需要加前綴。
from...import...首次導(dǎo)入模塊發(fā)生了3件事:
- 以模塊為準(zhǔn)創(chuàng)造一個(gè)模塊的名稱空間
- 執(zhí)行模塊對(duì)應(yīng)的文件,將執(zhí)行過程中產(chǎn)生的名字都丟到模塊的名稱空間
- 在當(dāng)前執(zhí)行文件的名稱空間中拿到一個(gè)名字,該名字直接指向模塊中的某一個(gè)名字,意味著可以不用加任何前綴而直接使用
- 優(yōu)點(diǎn):不用加前綴,代碼更加精簡(jiǎn)
- 缺點(diǎn):容易與當(dāng)前執(zhí)行文件中名稱空間中的名字沖突
# run.py from spam import money from spam import money,read1 money = 10 print(money) # 10
rom … import * 語句:導(dǎo)入文件內(nèi)所有的功能:
# spam.py __all__ = ['money', 'read1'] # 只允許導(dǎo)入'money'和'read1' # run.py from spam import * # 導(dǎo)入spam.py內(nèi)的所有功能,但會(huì)受限制于__all__ money = 111111 read1() # 'spam模塊:1000' change() read1() # 'spam模塊:0' print(money) # 111111
3、循環(huán)導(dǎo)入
以下情況會(huì)出現(xiàn)循環(huán)導(dǎo)入:
# m1.py print('from m1.py') from m2 import x y = 'm1' # m2.py print('from m2.py') from m1 import y x = 'm2'
可以使用函數(shù)定義階段只識(shí)別語法的特性解決循環(huán)導(dǎo)入的問題,或從本質(zhì)上解決循環(huán)導(dǎo)入的問題,但是最好的解決方法是不要出現(xiàn)循環(huán)導(dǎo)入。
方案一:
# m1.py print('from m1.py') def func1(): from m2 import x print(x) y = 'm1' # m2.py print('from m2.py') def func1(): from m1 import y print(y) x = 'm2'
方案二:
5、# m1.py print('from m1.py') y = 'm1' from m2 import x # m2.py print('from m2.py') x = 'm2' from m1 import y
4、dir() 函數(shù)
內(nèi)置的函數(shù) dir() 可以找到模塊內(nèi)定義的所有名稱。以一個(gè)字符串列表的形式返回:
dir(sys) ['__displayhook__', '__doc__', '__excepthook__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__stderr__', '__stdin__', '__stdout__', '_clear_type_cache', '_current_frames', '_debugmallocstats', '_getframe', '_home', '_mercurial', '_xoptions', 'abiflags', 'api_version', 'argv', 'base_exec_prefix', 'base_prefix', 'builtin_module_names', 'byteorder', 'call_tracing', 'callstats', 'copyright', 'displayhook', 'dont_write_bytecode', 'exc_info', 'excepthook', 'exec_prefix', 'executable', 'exit', 'flags', 'float_info', 'float_repr_style', 'getcheckinterval', 'getdefaultencoding', 'getdlopenflags', 'getfilesystemencoding', 'getobjects', 'getprofile', 'getrecursionlimit', 'getrefcount', 'getsizeof', 'getswitchinterval', 'gettotalrefcount', 'gettrace', 'hash_info', 'hexversion', 'implementation', 'int_info', 'intern', 'maxsize', 'maxunicode', 'meta_path', 'modules', 'path', 'path_hooks', 'path_importer_cache', 'platform', 'prefix', 'ps1', 'setcheckinterval', 'setdlopenflags', 'setprofile', 'setrecursionlimit', 'setswitchinterval', 'settrace', 'stderr', 'stdin', 'stdout', 'thread_info', 'version', 'version_info', 'warnoptions']
如果沒有給定參數(shù),那么 dir() 函數(shù)會(huì)羅列出當(dāng)前定義的所有名稱:
a = [1, 2, 3, 4, 5] import fibo fib = fibo.fib print(dir()) # 得到一個(gè)當(dāng)前模塊中定義的屬性列表 # ['__builtins__', '__name__', 'a', 'fib', 'fibo', 'sys'] b = 5 # 建立一個(gè)新的變量 'a' print(dir()) # ['__annotations__', '__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'a', 'b'] del b # 刪除變量名a print(dir()) # ['__annotations__', '__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'a']
三、模塊搜索路徑
1、導(dǎo)入模塊時(shí)查找模塊的順序
1、先從內(nèi)存中已經(jīng)導(dǎo)入的模塊中尋找
如果我們?cè)谶\(yùn)行run.py文件的時(shí)候,快速刪除mmm.py文件,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)文件會(huì)繼續(xù)運(yùn)行,而不會(huì)報(bào)錯(cuò),因?yàn)閙mm已經(jīng)被導(dǎo)入內(nèi)存當(dāng)中。如果我們?cè)僖淮芜\(yùn)行run.py時(shí)會(huì)報(bào)錯(cuò),因?yàn)閙mm.py已經(jīng)被刪除了。
# test.py import m1 # 從m1.py文件中導(dǎo)入的,然后會(huì)生成m1模塊的名稱空間 import time # 刪除m1.py文件,m1模塊的名稱空間仍然存在 time.sleep(10) import m1 # 不報(bào)錯(cuò),一定不是從文件中獲取了m1模塊,而是從內(nèi)存中獲取的
2、內(nèi)置的模塊
驗(yàn)證先從內(nèi)置中找,不會(huì)先找自定義的time.py文件。
# time.py print('from time.py') # run.py import time print(time) #
3、環(huán)境變量sys.path中找(強(qiáng)調(diào):sys.path的第一個(gè)值是當(dāng)前執(zhí)行文件的所在的文件夾)
import sys for n in sys.path: print(n) # C:\PycharmProjects\untitled\venv\Scripts\python.exe C:/PycharmProjects/untitled/hello.py # C:\PycharmProjects\untitled # C:\PycharmProjects\untitled # C:\Python\Python38\python38.zip # C:\Python\Python38\DLLs # C:\Python\Python38\lib # C:\Python\Python38 # C:\PycharmProjects\untitled\venv # C:\PycharmProjects\untitled\venv\lib\site-packages
如果mmm.py在C:\PycharmProjects\untitled\day16路徑下,而執(zhí)行文件路徑為C:\PycharmProjects\untitled,如果普通導(dǎo)入一定會(huì)報(bào)錯(cuò),我們可以把C:\PycharmProjects\untitled\day16添加到環(huán)境變量sys.path中,防止報(bào)錯(cuò)。
# run.py import sys sys.path.append(r'C:\PycharmProjects\untitled\day16') print(sys.path) import mmm mmm.f1()
2、搜索路徑以執(zhí)行文件為準(zhǔn)
假設(shè)我們有如下目錄結(jié)構(gòu)的文件,文件內(nèi)代碼分別是:
而hello和spam.py不是同目錄下的,因此run.py的環(huán)境變量無法直接找到m2,需要從文件夾導(dǎo)入
from aa import spam print(spam.money)
四、Python文件的兩種用途
一個(gè)模塊被另一個(gè)程序第一次引入時(shí),其主程序?qū)⑦\(yùn)行。如果我們想在模塊被引入時(shí),模塊中的某一程序塊不執(zhí)行,我們可以用__name__屬性來使該程序塊僅在該模塊自身運(yùn)行時(shí)執(zhí)行。
python文件總共有兩種用途,一種是執(zhí)行文件;另一種是被當(dāng)做模塊導(dǎo)入。
每個(gè)模塊都有一個(gè)__name__屬性,當(dāng)其值是'__main__'時(shí),表明該模塊自身在運(yùn)行,否則是被引入。
1、當(dāng)run.py運(yùn)行的時(shí)候,aaa.py被當(dāng)做引用模塊,它的__name__ == 'aaa'(模塊名),會(huì)執(zhí)行aaa.py中的f1()。
# aaa.py x = 1 def f1(): print('from f1') f1() # run.py import aaa
2、aaa.py被當(dāng)做可執(zhí)行文件時(shí),加上__name__ == '__main__',單獨(dú)運(yùn)行aaa.py才會(huì)執(zhí)行aaa.py中的f1()。 run.py運(yùn)行時(shí)可以防止執(zhí)行f1()。
# aaa.py x = 1 def f1(): print('from f1') if __name__ == '__main__': f1()
五、包
包是一種管理 Python 模塊命名空間的形式,包的本質(zhì)就是一個(gè)含有.py
的文件的文件夾。
包采用"點(diǎn)模塊名稱"。比如一個(gè)模塊的名稱是 A.B, 那么他表示一個(gè)包 A中的子模塊 B 。
目錄只有包含一個(gè)叫做 __init__.py 的文件才會(huì)被認(rèn)作是一個(gè)包。
在導(dǎo)入一個(gè)包的時(shí)候,Python 會(huì)根據(jù) sys.path 中的目錄來尋找這個(gè)包中包含的子目錄。
導(dǎo)入包發(fā)生的三件事:
- 創(chuàng)建一個(gè)包的名稱空間
- 由于包是一個(gè)文件夾,無法執(zhí)行包,因此執(zhí)行包下的.py文件,將執(zhí)行過程中產(chǎn)生的名字存放于包名稱空間中(即包名稱空間中存放的名字都是來自于.py)
- 在當(dāng)前執(zhí)行文件中拿到一個(gè)名字aaa,aaa是指向包的名稱空間的
導(dǎo)入包就是在導(dǎo)入包下的.py,導(dǎo)入m1就是導(dǎo)入m1中的__init__。
1、兩種方式導(dǎo)入:
- import ... :
import item.subitem.subsubitem 這種導(dǎo)入形式,除了最后一項(xiàng),都必須是包,而最后一項(xiàng)則可以是模塊或者是包,但是不可以是類,函數(shù)或者變量的名字。 - from ... import...:
當(dāng)使用 from package import item 這種形式的時(shí)候,對(duì)應(yīng)的 item 既可以是包里面的子模塊(子包),或者包里面定義的其他名稱,比如函數(shù),類或者變量。
2、import 導(dǎo)入包內(nèi)的模塊
import 可以每次只導(dǎo)入一個(gè)包里面的特定模塊,他必須使用全名去訪問。
import aaa.bbb.m3 print(aaa.bbb.m3.func3())
import方式不能導(dǎo)入函數(shù)、變量:import aaa.bbb.m3.f3錯(cuò)誤
3、from import方式:
導(dǎo)入模塊內(nèi)具體的模塊
這種方式不需要那些冗長(zhǎng)的前綴進(jìn)行訪問
from aaa.bbb import m3 print(m3.func3())
導(dǎo)入模塊內(nèi)具體的功能
這種方式不需要那些冗長(zhǎng)的前綴進(jìn)行訪問
from aaa.bbb.m3 import func3 print(func3())
4、 絕對(duì)導(dǎo)入和相對(duì)導(dǎo)入
絕對(duì)導(dǎo)入:
# aaa/.py from aaa.m1 import func1 from aaa.m2 import func2
相對(duì)導(dǎo)入:
- .代表當(dāng)前被導(dǎo)入文件所在的文件夾
- ..代表當(dāng)前被導(dǎo)入文件所在的文件夾的上一級(jí)
- ...代表當(dāng)前被導(dǎo)入文件所在的文件夾的上一級(jí)的上一級(jí)
from .m1 import func1 from .m2 import func2
5、from...import *
導(dǎo)入語句遵循如下規(guī)則:如果包定義文件 __init__.py 存在一個(gè)叫做 __all__ 的列表變量,那么在使用 from package import * 的時(shí)候就把這個(gè)列表中的所有名字作為包內(nèi)容導(dǎo)入。
這里有一個(gè)例子,在:file:sounds/effects/__init__.py中包含如下代碼:
__all__ = ["echo", "surround", "reverse"]
這表示當(dāng)你使用from sound.effects import *這種用法時(shí),你只會(huì)導(dǎo)入包里面這三個(gè)子模塊。
六、軟件開發(fā)的目錄規(guī)范
為了提高程序的可讀性與可維護(hù)性,我們應(yīng)該為軟件設(shè)計(jì)良好的目錄結(jié)構(gòu),這與規(guī)范的編碼風(fēng)格同等重要,簡(jiǎn)而言之就是把軟件代碼分文件目錄。假設(shè)你要寫一個(gè)ATM軟件,你可以按照下面的目錄結(jié)構(gòu)管理你的軟件代碼:
ATM/ |-- core/ | |-- src.py # 業(yè)務(wù)核心邏輯代碼 | |-- api/ | |-- api.py # 接口文件 | |-- db/ | |-- db_handle.py # 操作數(shù)據(jù)文件 | |-- db.txt # 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)文件 | |-- lib/ | |-- common.py # 共享功能 | |-- conf/ | |-- settings.py # 配置相關(guān) | |-- bin/ | |-- run.py # 程序的啟動(dòng)文件,一般放在項(xiàng)目的根目錄下,因?yàn)樵谶\(yùn)行時(shí)會(huì)默認(rèn)將運(yùn)行文件所在的文件夾作為sys.path的第一個(gè)路徑,這樣就省去了處理環(huán)境變量的步驟 | |-- log/ | |-- log.log # 日志文件 | |-- requirements.txt # 存放軟件依賴的外部Python包列表,詳見https://pip.readthedocs.io/en/1.1/requirements.html |-- README # 項(xiàng)目說明文件
settings.py
# settings.py import os BASE_DIR = os.path.dirname(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__))) DB_PATH = os.path.join(BASE_DIR, 'db', 'db.txt') LOG_PATH = os.path.join(BASE_DIR, 'log', 'user.log') # print(DB_PATH) # print(LOG_PATH)
common.py
# common.py import time from conf import settings def logger(msg): current_time = time.strftime('%Y-%m-%d %X') with open(settings.LOG_PATH, mode='a', encoding='utf-8') as f: f.write('%s %s' % (current_time, msg))
src.py
# src.py from conf import settings from lib import common def login(): print('登陸') def register(): print('注冊(cè)') name = input('username>>: ') pwd = input('password>>: ') with open(settings.DB_PATH, mode='a', encoding='utf-8') as f: f.write('%s:%s\n' % (name, pwd)) # 記錄日志。。。。。。 common.logger('%s注冊(cè)成功' % name) print('注冊(cè)成功') def shopping(): print('購(gòu)物') def pay(): print('支付') def transfer(): print('轉(zhuǎn)賬') func_dic = { '1': login, '2': register, '3': shopping, '4': pay, '5': transfer, } def run(): while True: print(""" 1 登陸 2 注冊(cè) 3 購(gòu)物 4 支付 5 轉(zhuǎn)賬 6 退出 """) choice = input('>>>: ').strip() if choice == '6': break if choice not in func_dic: print('輸入錯(cuò)誤命令,傻叉') continue func_dic[choice]()
run.py
# run.py import sys import os BASE_DIR = os.path.dirname(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__))) sys.path.append(BASE_DIR) from core import src if __name__ == '__main__': src.run()
七、Python標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)
https://docs.python.org/zh-cn/3.8/library/index.html
到此這篇關(guān)于Python基礎(chǔ)之模塊的文章就介紹到這了。希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。
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