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Python基础之模块详解

2024-04-02 19:55

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一、模块

模块可以看成是一堆函数的集合体。

一个py文件内部就可以放一堆函数,因此一个py文件就可以看成一个模块。

如果这个py文件的文件名为module.py,模块名则是module

1、模块的四种形式

在Python中,总共有以下四种形式的模块:

2、为什么要用模块?

二、如何用模块

一般我们使用import和from...import...导入模块。

以下述spam.py内的文件代码为例。

# spam.py
print('from the spam.py')
money = 1000
def read1():
print('spam模块:', money)
def read2():
print('spam模块')
read1()
def change():
global money
money = 0

1、import 模块名

语法如下:

import module1[, module2[,... moduleN]

import导入的模块,访问需要加前缀。

import首次导入模块发生了3件事:

注意:模块的重复导入会直接引用之前创造好的结果,不会重复执行模块的文件。

# run.py
import spam # from the spam.py
import spam
money = 111111
spam.read1() # 'spam模块:1000'
spam.change()
print(spam.money) # 0
print(money) # 111111

导入重命名:smt变量指向span模块的名称空间

# run.py
import spam as sm
money = 111111
sm.money
sm.read1() # 'spam模块:1000'
sm.read2
sm.change()
print(money) # 1000

导入多个模块

import spam, time, os
# 推荐使用下述方式
import spam
import time
import os

2、from 模块名 import 具体的函数

语法如下:

from modname import name1[, name2[, ... nameN]]

这个声明不会把整个模块导入到当前的命名空间中,它只会将模块里的一个或多个函数引入进来。

from...import...导入的模块,访问不需要加前缀。

from...import...首次导入模块发生了3件事:

# run.py
from spam import money
from spam import money,read1
money = 10
print(money) # 10

rom … import * 语句:导入文件内所有的功能:

# spam.py
__all__ = ['money', 'read1'] # 只允许导入'money'和'read1'

# run.py
from spam import * # 导入spam.py内的所有功能,但会受限制于__all__
money = 111111
read1() # 'spam模块:1000'
change()
read1() # 'spam模块:0'
print(money) # 111111

3、循环导入

以下情况会出现循环导入:

# m1.py
print('from m1.py')
from m2 import x
y = 'm1'
# m2.py
print('from m2.py')
from m1 import y
x = 'm2'

可以使用函数定义阶段只识别语法的特性解决循环导入的问题,或从本质上解决循环导入的问题,但是最好的解决方法是不要出现循环导入。

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() 函数

内置的函数 dir() 可以找到模块内定义的所有名称。以一个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']

如果没有给定参数,那么 dir() 函数会罗列出当前定义的所有名称:

a = [1, 2, 3, 4, 5]
import fibo
fib = fibo.fib
print(dir()) # 得到一个当前模块中定义的属性列表
# ['__builtins__', '__name__', 'a', 'fib', 'fibo', 'sys']

b = 5 # 建立一个新的变量 'a'
print(dir())
# ['__annotations__', '__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'a', 'b']
del b # 删除变量名a
print(dir())
# ['__annotations__', '__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'a']

三、模块搜索路径

1、导入模块时查找模块的顺序

1、先从内存中已经导入的模块中寻找

如果我们在运行run.py文件的时候,快速删除mmm.py文件,我们会发现文件会继续运行,而不会报错,因为mmm已经被导入内存当中。如果我们再一次运行run.py时会报错,因为mmm.py已经被删除了。

# test.py
import m1 # 从m1.py文件中导入的,然后会生成m1模块的名称空间
import time
# 删除m1.py文件,m1模块的名称空间仍然存在

time.sleep(10)
import m1 # 不报错,一定不是从文件中获取了m1模块,而是从内存中获取的

2、内置的模块

验证先从内置中找,不会先找自定义的time.py文件。

# time.py
print('from time.py')
# run.py
import time
print(time) #

3、环境变量sys.path中找(强调:sys.path的第一个值是当前执行文件的所在的文件夹)

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路径下,而执行文件路径为C:\PycharmProjects\untitled,如果普通导入一定会报错,我们可以把C:\PycharmProjects\untitled\day16添加到环境变量sys.path中,防止报错。

# run.py
import sys
sys.path.append(r'C:\PycharmProjects\untitled\day16')
print(sys.path)
import mmm
mmm.f1()

2、搜索路径以执行文件为准

假设我们有如下目录结构的文件,文件内代码分别是:

而hello和spam.py不是同目录下的,因此run.py的环境变量无法直接找到m2,需要从文件夹导入

from aa import spam
print(spam.money)

四、Python文件的两种用途

一个模块被另一个程序第一次引入时,其主程序将运行。如果我们想在模块被引入时,模块中的某一程序块不执行,我们可以用__name__属性来使该程序块仅在该模块自身运行时执行。

python文件总共有两种用途,一种是执行文件;另一种是被当做模块导入。

每个模块都有一个__name__属性,当其值是'__main__'时,表明该模块自身在运行,否则是被引入。

1、当run.py运行的时候,aaa.py被当做引用模块,它的__name__ == 'aaa'(模块名),会执行aaa.py中的f1()。

# aaa.py
x = 1
def f1():
print('from f1')
f1()
# run.py
import aaa

2、aaa.py被当做可执行文件时,加上__name__ == '__main__',单独运行aaa.py才会执行aaa.py中的f1()。 run.py运行时可以防止执行f1()。

# aaa.py
x = 1
def f1():
print('from f1')

if __name__ == '__main__':
f1()

五、包

包是一种管理 Python 模块命名空间的形式,包的本质就是一个含有.py的文件的文件夹。

包采用"点模块名称"。比如一个模块的名称是 A.B, 那么他表示一个包 A中的子模块 B 。

目录只有包含一个叫做 __init__.py 的文件才会被认作是一个包。

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。

导入包发生的三件事:

导入包就是在导入包下的.py,导入m1就是导入m1中的__init__。

1、两种方式导入:

2、import 导入包内的模块

import 可以每次只导入一个包里面的特定模块,他必须使用全名去访问。

import aaa.bbb.m3
print(aaa.bbb.m3.func3())

import方式不能导入函数、变量:import aaa.bbb.m3.f3错误

3、from import方式:

导入模块内具体的模块

这种方式不需要那些冗长的前缀进行访问

from aaa.bbb import m3
print(m3.func3())

导入模块内具体的功能

这种方式不需要那些冗长的前缀进行访问

from aaa.bbb.m3 import func3
print(func3())

4、 绝对导入和相对导入

绝对导入:

# aaa/.py
from aaa.m1 import func1
from aaa.m2 import func2

相对导入:

from .m1 import func1
from .m2 import func2

5、from...import *

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:file: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。

六、软件开发的目录规范

为了提高程序的可读性与可维护性,我们应该为软件设计良好的目录结构,这与规范的编码风格同等重要,简而言之就是把软件代码分文件目录。假设你要写一个ATM软件,你可以按照下面的目录结构管理你的软件代码:

ATM/
|-- core/
| |-- src.py # 业务核心逻辑代码
|
|-- api/
| |-- api.py # 接口文件
|
|-- db/
| |-- db_handle.py # 操作数据文件
| |-- db.txt # 存储数据文件
|
|-- lib/
| |-- common.py # 共享功能
|
|-- conf/
| |-- settings.py # 配置相关
|
|-- bin/
| |-- run.py # 程序的启动文件,一般放在项目的根目录下,因为在运行时会默认将运行文件所在的文件夹作为sys.path的第一个路径,这样就省去了处理环境变量的步骤
|
|-- log/
| |-- log.log # 日志文件
|
|-- requirements.txt # 存放软件依赖的外部Python包列表,详见https://pip.readthedocs.io/en/1.1/requirements.html
|-- README # 项目说明文件

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('登陆')
def register():
print('注册')
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))
# 记录日志。。。。。。
common.logger('%s注册成功' % name)
print('注册成功')
def shopping():
print('购物')
def pay():
print('支付')
def transfer():
print('转账')
func_dic = {
'1': login,
'2': register,
'3': shopping,
'4': pay,
'5': transfer,
}
def run():
while True:
print("""
1 登陆
2 注册
3 购物
4 支付
5 转账
6 退出
""")
choice = input('>>>: ').strip()
if choice == '6': break
if choice not in func_dic:
print('输入错误命令,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标准库

https://docs.python.org/zh-cn/3.8/library/index.html

到此这篇关于Python基础之模块的文章就介绍到这了。希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持编程网。

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