Python3.7模块
在前面的几个章节中我们脚本上是用 python 解释器来编程,如果你从 Python 解释器退出再进入,那么你定义的所有的方法和变量就都消失了。
为此 Python 提供了一个办法,把这些定义存放在文件中,为一些脚本或者交互式的解释器实例使用,这个文件被称为模块。
模块是一个包含所有你定义的函数和变量的文件,其后缀名是.py。模块可以被别的程序引入,以使用该模块中的函数等功能。这也是使用 python 标准库的方法。
模块定义
- 容器----数据的封装
- 函数----语句的封装
- 类----方法和属性的封装
- 模块----程序文件
创建一个hello.py文件:
def hello:
print('hello,python!')
命名空间
命名空间因对象的不同也会有区别,可以分为:
- 内置命名空间(Built-in Namespace):Python运行起来,他们就存在。如内置函数的命名空间都属于内置命名空间,所以,我们可以在任何程序中运行它们,如id()(获取对象的内存地址),可直接使用。
- 全局命名空间(Module:Global Namespace):每个模块创建他自己所拥有的全局命名空间,不同模块的全局命名空间彼此独立,不同模块中名称相同的命名空间,也会因模块不同而不互相干扰。
- 本地命名空间(Function&Class:Local Namespace):模块中有函数或类,每个函数或类所定义的命名空间就是本地命名空间。如果函数返回了结果或抛出异常,测本地命名空间也就结束了。
程序在查询上述三种命名空间的时候,就按照从里到外的顺序,即:Local Namespaces --> Global Namesspaces --> Built-in Namesspaces。
import hello
hello.hi() # Hi everyone, I love lsgogroup!
hi() # NameError: name 'hi' is not defined
导入模块
创建一个模块 TemperatureConversion.py
# TemperatureConversion.py
def c2f(cel):
fah = cel * 1.8 + 32
return fah
def f2c(fah):
cel = (fah - 32) / 1.8
return cel
-
第一种导入方式:import 模块名
import TemperatureConversion print('32摄氏度 = %.2f华氏度' % TemperatureConversion.c2f(32)) print('99华氏度 = %.2f摄氏度' % TemperatureConversion.f2c(99)) #32摄氏度 = 89.60华氏度 #99华氏度 = 37.22摄氏度
-
第二种导入方式:from 模块名 import 函数名
from TemperatureConversion import c2f, f2c print('32摄氏度 = %.2f华氏度' % c2f(32)) print('99华氏度 = %.2f摄氏度' % f2c(99)) #32摄氏度 = 89.60华氏度 #99华氏度 = 37.22摄氏度
-
第三种导入方式:import 模块名 as 新名字
import TemperatureConversion as tc print('32摄氏度 = %.2f华氏度' % tc.c2f(32)) print('99华氏度 = %.2f摄氏度' % tc.f2c(99)) #32摄氏度 = 89.60华氏度 #99华氏度 = 37.22摄氏度
if __ name__==’__ main__’
对于很多编程语言来说,程序都必须要有一个入口,而 Python 则不同,它属于脚本语言,不像编译型语言那样先将程序编译成二进制再运行,而是动态的逐行解释运行。也就是从脚本第一行开始运行,没有统一的入口。
__name __:是内置变量,可用于表示当前模块的名字。
如果一个 .py 文件(模块)被直接运行时,其__name__值为__main__,即模块名为__main__。
if __ name__==’__ main__’的意思是:当 .py 文件被直接运行时,if name == 'main’之下的代码块将被运行;当 .py 文件以模块形式被导入时,if name == 'main’之下的代码块不被运行。
创建一个const.py文件:
PI = 3.14
def main():
print("PI:", PI)
if __name__ == "__main__":
main()
结果:PI: 3.14
再创建一个计算圆面积的 area.py,导入const.py 文件中的 PI 变量。
from const import PI
def calc_round_area(radius):
return PI * (radius ** 2)
def main():
print("round area: ", calc_round_area(2))
main()
结果:
round area: 12.56
搜索路径
当解释器遇到 import 语句,如果模块在当前的搜索路径就会被导入。
import sys
print(sys.path)
#['C:\\ProgramData\\Anaconda3\\DLLs', 'C:\\ProgramData\\Anaconda3\\lib', 'C:\\ProgramData\\Anaconda3', 'C:\\ProgramData\\Anaconda3\\lib\\site-packages',...]
我们使用 import 语句的时候,Python 解释器是怎样找到对应的文件的呢?
这就涉及到 Python 的搜索路径,搜索路径是由一系列目录名组成的,Python 解释器就依次从这些目录中去寻找所引入的模块。
这看起来很像环境变量,事实上,也可以通过定义环境变量的方式来确定搜索路径。
搜索路径是在 Python 编译或安装的时候确定的,安装新的库应该也会修改。搜索路径被存储在 sys 模块中的 path 变量中。
包(package)
包是一种管理 Python 模块命名空间的形式,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 。
就好像使用模块的时候,你不用担心不同模块之间的全局变量相互影响一样,采用点模块名称这种形式也不用担心不同库之间的模块重名的情况。
这样不同的作者都可以提供 NumPy 模块,或者是 Python 图形库。
不妨假设你想设计一套统一处理声音文件和数据的模块(或者称之为一个"包")。
现存很多种不同的音频文件格式(基本上都是通过后缀名区分的,例如: .wav,:file:.aiff,:file:.au,),所以你需要有一组不断增加的模块,用来在不同的格式之间转换。
并且针对这些音频数据,还有很多不同的操作(比如混音,添加回声,增加均衡器功能,创建人造立体声效果),所以你还需要一组怎么也写不完的模块来处理这些操作。
这里给出了一种可能的包结构(在分层的文件系统中):
sound/ 顶层包
__init__.py 初始化 sound 包
formats/ 文件格式转换子包
__init__.py
wavread.py
wavwrite.py # wav格式音频文件读写
aiffread.py
aiffwrite.py # aiff格式音频文件读写
auread.py
auwrite.py # au格式音频文件读写
...
effects/ 声音效果子包
__init__.py
echo.py # 回声效果
surround.py # 环绕音效果
reverse.py #反向音效
...
filters/ filters 子包
__init__.py
equalizer.py #音效均衡器
vocoder.py #变声效果器
karaoke.py #卡拉OK
...
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。
目录只有包含一个叫做 init.py 的文件才会被认作是一个包,主要是为了避免一些滥俗的名字(比如叫做 string)不小心的影响搜索路径中的有效模块。
最简单的情况,放一个空的 :file:init.py就可以了。当然这个文件中也可以包含一些初始化代码或者为(将在后面介绍的) __all__变量赋值。
用户可以每次只导入一个包里面的特定模块,比如:
import sound.effects.echo
这将会导入子模块:sound.effects.echo。 他必须使用全名去访问:
sound.effects.echo.echofilter(input, output, delay=0.7, atten=4)
还有一种导入子模块的方法是:
from sound.effects import echo
这同样会导入子模块: echo,并且他不需要那些冗长的前缀,所以他可以这样使用:
echo.echofilter(input, output, delay=0.7, atten=4)
还有一种变化就是直接导入一个函数或者变量:
from sound.effects.echo import echofilter
同样的,这种方法会导入子模块: echo,并且可以直接使用他的 echofilter() 函数
echofilter(input, output, delay=0.7, atten=4)
注意当使用 from package import item 这种形式的时候,对应的 item 既可以是包里面的子模块(子包),或者包里面定义的其他名称,比如函数,类或者变量。
import 语法会首先把 item 当作一个包定义的名称,如果没找到,再试图按照一个模块去导入。如果还没找到,抛出一个 :exc:ImportError 异常。反之,如果使用形如 import item.subitem.subsubitem 这种导入形式,除了最后一项,都必须是包,而最后一项则可以是模块或者是包,但是不可以是类,函数或者变量的名字。