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带你学python基础:模块和包

带你学python基础:模块和包

作者: 程序员欧阳 | 来源:发表于2019-02-22 01:15 被阅读39次

    一、什么是模块

    在我们平时的开发过程中,或多或少会用到 Python 的一些内置的功能,或者说,还会用到一些第三方的库,我们用到的这些 Python 的内置的功能,和一些第三方的库,就可以说是一些模块了。

    例如,我们在读写文件的时候,我们就会用到文件操作的模块os。

    是不是经常遇到呢?模块,来了!

    其实,每一个 Python 脚本文件都可以被当成是一个模块。

    模块以磁盘文件的形式存在。当一个模块变得过大,并且驱动了太多功能的话,就应该考虑拆一些代码出来另外建一个模块。

    模块里的代码可以是一段直接执行的脚本,也可以是一堆类似库函数的代码,从而可以被别的模块导 入(import)调用。模块可以包含直接运行的代码块、类定义、 函数定义或这几者的组合。

    推荐所有的模块在Python模块的开头部分导入。而且最好按照这样的顺序:

    • Python标准库模块
    • Python第三方模块
    • 自定义模块

    这个只是说约定这样最好,其实怎样的顺序都是没有关系的!!!

    二、如何使用模块

    我想,应该知道什么是模块了吧!

    那好,再看看如何使用吧!

    在 Python 中用关键字import来引入某个模块,比如要导入模块 os,就可以在文件最开始的地方用import os来引入。下面,看一个简单的例子。

    # 导入系统os模块
    import os
    
    # 列出目录下的文件
    files = os.listdir('F:\\人工智能\\2018北风网人工智能(完结)\\三、python基础(1)\\学习PPT\\学习PPT')
    print(files)
    

    这个例子中,我们导入了系统 os 模块,然后调用这个 os 模块的方法,列出目标目录下的所有文件!

    import使用方法

    语法

    import module1 
    import module2
    ......
    import moduleN
    

    或者

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

    []:表示可选!

    模块函数调用

    当我们导入了模块之后,我们就可以通过模块名.函数名来调用模块中的函数了,其实,我们也可以直接函数名 调用方法即可。但是需要注意的是,如果多个模块中都有相同的一个方法名时,我们就必须要用模块名.函数名来调用模块中的函数,不然会出现冲突!

    例如

    files = os.listdir('F:\\人工智能\\2018北风网人工智能(完结)\\三、python基础(1)\\学习PPT\\学习PPT')
    

    这就是调用模块中的方法!

    导入模块中部分方法

    有时候,我们并不需要导入模块中的所有方法,所以,python的也提供了,只导入我们需要导入的方法的方式。

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

    例如,要导入模块time的sleep函数,使用如下语句。

    from time import sleep, strptime
    

    导入所有内容

    from modname import*
    

    有时候,因为模块的名字太长或者太复杂,可能写的时候不太方便,所以,我们可以使用别名的方式来导入,方便编写!

    别名导入

    别名导入,只需要在导入语句后面加关键字as

    import numpy
    import numpy as np  # 为numpy取别名为np
    

    二、自定义模块

    既然,python可以有内置的模块,那么我们可不可以自定义自己的模块呢,把自己的功能做成一个模块岂不是美滋滋?

    当然没有问题了,下面就来自己实现!

    同文件夹实现

    这个是说,python文件都在同一个文件夹下的情况。

    现在,我们在同一个文件夹下定义两个 python 文件,分别为test.py,02_demo.py

    test.py中定义如下内容

    def sum(a, b):
        return a + b
    

    导入方法

    在02_demo.py中

    # 导入同文件夹下
    import test
    
    from test import sum
    
    print(sum(1, 2))
    

    可以看出,同一文件夹下,只需要直接导入文件名即可!

    不同文件夹实现

    现在有02_demo.py和在learn文件下的test02.py文件,目录如下

    test02.py内容

    def mul(a, b):
        return a * b
    
    

    02_demo.py中跨文件夹调用

    # 跨文件夹调用
    import learn.test2
    
    from learn import test2
    
    print(test2.mul(1, 5))
    

    不同文件夹的调用,我们发现,需要加上文件路径,例如,test02文件在learn文件夹下,所以导入方式为learn.test02

    然而,


    这并不是最完美的,你想,如果项目很大,文件夹下很多的模块,是不是每个都这样导入,是不是会很麻烦。所以,python 中还提供了更简单的方式--将目标路径加入到环境当中
    '''
        跨模块引入2
    '''
    import sys  # 查看路径变量
    
    print(sys.path)
    # 添加目标路径导当前环境中
    sys.path.append('.\\learn')  # 返回上一级目录
    import test2 as tt
    
    print(tt.mul(1, 10))
    

    是不是简单多了!

    另外,如果我们自己定义的模块和系统模块重名,导入的时候是会覆盖系统的模块哦!

    例如,我们在learn文件夹下定义一个 math.py 文件

    math.py文件

    import math
    
    def tan(x):
        return math.tan(x) + 1
    

    当我们导入math的时候,是会覆盖系统的math的,导入的将是我们自定义的math。

    # 覆盖标准模块
    from learn import math
    
    print('自定义:', math.tan(30))
    
    import math
    
    print('系统:', math.tan(30))
    

    最后再讲一个东西,包!

    三、包

    既然有了模块,为什么还会有包呢,包到底是什么呢?容我一一道来。

    我们都知道一个模块通常是一个 python 文件,但是,这样是不是显得太零散了,如果我们出门的时候,东西太多了,是不是需要一个书包来装一下这些东西,就更方便是不是!所以,包就是这个作用,把一些功能相近或者相似的模块,都放在一个称为的地方!

    这个包如何?哈哈!

    那么包和模块到底有什么不一样呢?

    包使用

    包是一个文件夹,但是,他有一个特殊之处,我们必须在这个文件夹下面定义一个__init__.py的文件,才能被程序认作是,模块才能被导入成功。

    现在我们就用一个,首先,我们新建一个名为package的文件夹,然后再定义一个__init__.py的文件。

    然后,再在这个文件夹下新建 test10.pytest11.py文件,内容如下

    test10.py

    def subtract(x, y):
        return x - y
    
    

    test11.py

    def add(x, y):
        return x + y
    

    好了,现在我们试着导包

    # 导包演示
    
    import package
    
    print(test10.subtract(10, 10))
    

    我们发现报错:说我们的test10没有定义,但是我们明明定义了,为什么呢?


    原来,在我们创建一个__init__.py文件,并且一定要在文件中写入__all__变量,为什么需要这个变量呢?

    因为__init__.py控制着包的导入行为。如果__init__.py文件为空的话,仅仅是把这个包导入,不会导入包中的模块。__init__.py中的__all__变量,是用来控制from包名import * 时导入的模块

    所以,我们在__init__.py中加入__all__变量。

    __all__ = ['test10', 'test11']
    

    就正确了。


    包会了吧?

    最后的最后,说一个小知识点。

    imp.reload()

    这个函数有什么作用呢?

    试想一下这样的场景,模块在第一次被导入之后,其他的导入都不再有效。如果此时在另一个窗口中改变并保存了模块的源代码文件,也无法更新该模块。

    这样设计原因在于,导入是一个开销很大的操作(导入必须找到文件,将其编译成字节码,并且运行代码),以至于每个文件、每个程序运行不能够重复多于一次。

    当一个模块被导入到一个脚本,模块顶层部分的代码只会被执行一次。
    因此,如果你想重新执行模块里顶层部分的代码,可以用reload()函数。该函数会重新导入之前导入过的模块。

    '''
        重新加载
    '''
    import test
    # import test  #引入两边只输出一句hahaha
    import imp
    imp.reload(test)  #重新导入test模块
    

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