D14 模块

1187-吴同学

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模块和包

D14 模块

  1. 便于将一个任务分解成多个模块,实现团队协同开发,完成大规模程序
  2. 实现代码复用。一个模块实现后,可以被反复调用。
  3. 可维护性增强。

标准库模块

模块分为标准库模块和用户自定义模块。

  1. Python 标准库提供了操作系统功能、网络通信、文本处理等,random(随机数)、 math(数学运算)、 time(时间处理)、 file(文件处理)、os(和操作系统交互)、sys(和解释器交互)等。
  2. Python 还提供了海量的第三方模块,比如:科学计算、WEB 开发、大数据、人工智能、图形系统等。

模块化编程的流程

  1. 设计 API,进行功能描述。
  2. 编码实现 API 中描述的功能。
  3. 在模块中编写测试代码,并消除全局代码。
  4. 使用私有函数实现不被外部客户端调用的模块函数。

设计 API,进行功能描述。

API(Application Programming Interface 应用程序编程接口)是用于描述模块中提供的函数和类的功能描述和使用方式描述。

  1. **help(模块名)**查看模块的API(需要事先导入)
  2. 可以在 python 的 api 文档中查询
  3. 模块的第一行增加一个文档字符串,,用于描述模块的相关功能,通过__doc__可以获得模块的文档字符串的内容

模块的创建和测试代码

每个模块都有一个名称,通过特殊变量__name__可以获取模块的名称。在正常情况下,模块名字对应源文件名
note:
仅有一个例外,就是当一个模块被作为程序入口时(主程序、交互式提示符下),它的__name__的值为“__main__”。我们可以根据这个特 点,将模块源代码文件中的测试代码进行独立的处理。(if __name__ =="__main__": )

模块的导入

import 语句导入

语法格式

import 模块名

/qquad

导入一个模块
import 模块 1,模块 2…

/qquad

导入多个模块
import 模块名 as 模块别名

/qquad

导入模块并使用新名字

  1. import 本质上是使用了内置函数__import__()。
  2. 当我们通过 import 导入一个模块时,python 解释器进行执行,最终会生成一个对象,这个对象就代表了被加载的模块。
  3. 给模块起个别名,本质上,这个别名仅仅是新创建一个变量引用加载的模块对象而已。
  4. 通常同一个模块无论导入多少次,这个模块在整个解释器进程内有且仅有一个实例对象。(因为导入模块往往需要的是定义模块中的变量、函数、对象等。这些并不需要反复定义和执行。)

类别

import 加载的模块分为四个通用类别:

  1. 使用 python 编写的代码(.py 文件);
  2. 已被编译为共享库或 DLL 的 C 或 C++扩展;
  3. 包好一组模块的包
  4. 使用 C 编写并链接到 python 解释器的内置模块;

from…import 导入

语法格式

from 模块名 import 成员 1,成员 2,…
from 模块名 import * (用于导入一个模块中的所有成员,不建议使用,因为可能会把一些变量覆盖掉)

导入 类比 使用类比
import 导入的是“文件” 使用该“文件”下的内容,必须前面加“文件名称”。
from…import 导入的是文件下的“内容” 直接使用这些“内容”即可,不需要加“文件名称”

__import__()动态导入

import 语句本质上就是调用内置函数__import__()。 给__import__()动态传递不同的的参数值,就能导入不同的模块。

s='numpy'
np=__import__(s)
print(id(np))
#2187238454680
import numpy
print(id(numpy))
#2187238454680

一般不建议使用__import__()导入,其行为在 python2 和 python3 中有差异,会导致意外错误。如果需要动态导入可以使用 importlib 模块。

import importlib
n=importlib.import_module('numpy')
print(id(n))
#2187238454680

通常同一个模块无论导入多少次,这个模块在整个解释器进程内有且仅有一个实例对象。若确实需要重新加载一个模块, 可以使用: importlib.reload(模块名,不需要加引号)

import importlib
p=importlib.reload(numpy)
print(id(p))
#2187238454680

包 package 的使用

功能类似的模块放到一起,形成了“包”。本质上,“包”就是一个必须有__init__.py文件夹。包下面可以包含“模块(module)”,也可以再包含“子包(subpackage)”。

创建包

在要创建包的地方单击右键:New–>Python P ackage 即可。pycharm 会自动帮助我们生成带有__init__.py 文件的包。

导入包操作

语法结构

结构 导入示例 使用示例 注意
import item1.item2 import a.aa.module_AA 在使用时,必须加完整名称来引用,如a.aa.module_AA.fun_AA() item 必须是包或模块,不能是其他
from package import item from a.aa import module_AA 在使用时,直接可以使用模块名,如module_AA.fun_AA() item 可以是包、模块,也可以是函数、类、变量

导入包的本质

导入包的本质其实是“导入了包的__init__.py”文件。”import pack1”即意味着执行了包 pack1 下面的__init__.py 文件。
__init__.py 的三个核心作用:

  1. 作为包的标识,不能删除。
  2. 用来实现模糊导入(import *)
  3. 导入包实质是执行__init__.py 文件,可以在__init__.py 文件中做这个包的初始化、以及
    需要统一执行代码、批量导入

用*导入包(不建议使用)

import * 这样的语句理论上是希望文件系统找出包中所有的子模块,然后导入它们。这可能会花长时间等待。
Python 解决方案是提供一个明确的包索引。这个索引由 __init__.py 定义__all__ 变量,该变量为一列表,列表元素为模块名,如 __all__ = [“module_A”,“module_A2”]

包内引用

子包内的引用, 可以按相对位置引入子模块
from …a.aa import module_A

/qquad

. .表示上级目录
from . import module_A2

/qquad

.表示同级目录

sys.path 和模块搜索路径

当导入某个模块文件时, Python 解释器只有找到这个文件才能读取、装载运行该模块文件。它一般按照如下路径寻找模块文件(按照顺序寻找,找到即停,不继续往下寻找):

  1. 内置模块
  2. 当前目录(当前运行程序所在的目录)
  3. 程序的主目录(当前项目下的目录)
  4. pythonpath 目录(如果已经设置了 pythonpath 环境变量)
  5. 标准链接库目录
  6. 第三方库目录(site-packages 目录)
  7. .pth 文件的内容(如果存在的话,在 windows 系统中建立.pth 文件,由于没有文件名不能直接建立。需要输入:.pth.”才能正常建立.pth 文件。)
  8. sys.path.append()临时添加的目录
import sys
#打印模块的搜索路径(除了内置模块)
print(sys.path)

未经允许不得转载:作者:1187-吴同学, 转载或复制请以 超链接形式 并注明出处 拜师资源博客
原文地址:《D14 模块》 发布于2020-11-14

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