学习python(十八)——模块与包

1.模块

Python 提供了强大的模块支持,主要体现在,不仅 Python 标准库中包含了大量的模块(称为标准模块),还有大量的第三方模块,开发者自己也可以开发自定义模块。通过这些强大的模块可以极大地提高开发者的开发效率。那么,模块到底指的是什么呢?模块,英文为 Modules,至于模块到底是什么,可以用一句话总结:模块就是 Python 程序。换句话说,任何 Python 程序都可以作为模块,包括在前面章节中写的所有 Python 程序,都可以作为模块。将 Python 代码写到一个文件中,但随着程序功能的复杂,程序体积会不断变大,为了便于维护,通常会将其分为多个文件(模块),这样不仅可以提高代码的可维护性,还可以提高代码的可重用性。代码的可重用性体现在,当编写好一个模块后,只要编程过程中需要用到该模块中的某个功能(由变量、函数、类实现),无需做重复性的编写工作,直接在程序中导入该模块即可使用该功能。

前面讲了封装,并且还介绍了很多具有封装特性的结构,比如说:

  • 诸多容器,例如列表、元组、字符串、字典等,它们都是对数据的封装;
  • 函数是对 Python 代码的封装;
  • 类是对方法和属性的封装,也可以说是对函数和数据的封装。

本节所介绍的模块,可以理解为是对代码更高级的封装,即把能够实现某一特定功能的代码编写在同一个 .py 文件中,并将其作为一个独立的模块,这样既可以方便其它程序或脚本导入并使用,同时还能有效避免函数名和变量名发生冲突。

,已经看到使用 import 导入模块的语法,但实际上 import 还有更多详细的用法,主要有以下两种:

  1. import 模块名1 [as 别名1], 模块名2 [as 别名2],…:使用这种语法格式的 import 语句,会导入指定模块中的所有成员(包括变量、函数、类等)。不仅如此,当需要使用模块中的成员时,需用该模块名(或别名)作为前缀,否则 Python 解释器会报错。
  2. from 模块名 import 成员名1 [as 别名1],成员名2 [as 别名2],…: 使用这种语法格式的 import 语句,只会导入模块中指定的成员,而不是全部成员。同时,当程序中使用该成员时,无需附加任何前缀,直接使用成员名(或别名)即可。

也可以一次导入多个模块,多个模块之间用逗号隔开。导入模块成员时,也可以为成员指定别名,form...import 导入模块成员时,支持一次导入多个成员。导入模块成员时,也可以为成员指定别名。

通常情况下,当使用 import 语句导入模块后,Python 会按照以下顺序查找指定的模块文件:

  • 在当前目录,即当前执行的程序文件所在目录下查找;
  • 到 PYTHONPATH(环境变量)下的每个目录中查找;
  • 到 Python 默认的安装目录下查找。

以上所有涉及到的目录,都保存在标准模块 sys 的 sys.path 变量中,通过此变量我们可以看到指定程序文件支持查找的所有目录。换句话说,如果要导入的模块没有存储在 sys.path 显示的目录中,那么导入该模块并运行程序时,Python 解释器就会抛出 ModuleNotFoundError(未找到模块)异常。

(1)模块文件的存储位置,可以临时添加到 模块.path 变量中,即向 模块.path 中添加所在目录;(2)将模块保存到指定位置;(3)设置环境变量

当我们向文件导入某个模块时,导入的是该模块中那些名称不以下划线(单下划线“_”或者双下划线“__”)开头的变量、函数和类。因此,如果我们不想模块文件中的某个成员被引入到其它文件中使用,可以在其名称前添加下划线。

除此之外,还可以借助模块提供的 __all__ 变量,该变量的值是一个列表,存储的是当前模块中一些成员(变量、函数或者类)的名称。通过在模块文件中设置 __all__ 变量,当其它文件以“from 模块名 import *”的形式导入该模块时,该文件中只能使用 __all__ 列表中指定的成员。

2.包

包就是文件夹,只不过在该文件夹下必须存在一个名为“__init__.py” 的文件。这是 Python 2.x 的规定,而在 Python 3.x 中,__init__.py 对包来说,并不是必须的。包是一个包含多个模块的文件夹,它的本质依然是模块,因此包中也可以包含包。相比模块和包,库是一个更大的概念,例如在 Python 标准库中的每个库都有好多个包,而每个包中都有若干个模块。

查看模块成员可以使用dir()函数和__all__变量。

可以使用 help() 函数来获取指定成员(甚至是该模块)的帮助信息。查看具体成员的信息,是因为该成员本身就包含表示自身身份的说明文档(本质是字符串,位于该成员内部开头的位置)。无论是函数还是类,都可以使用 __doc__ 属性获取它们的说明文档,模块也不例外。help() 函数底层也是借助 __doc__ 属性实现的。

可以通过 __file__ 属性查找该模块(或包)文件所在的具体存储位置,直接查看其源代码。通过调用 __file__ 属性输出的绝对路径,我们可以很轻易地找到该模块(或包)的源文件。注意,并不是所有模块都提供 __file__ 属性,因为并不是所有模块的实现都采用 Python 语言,有些模块采用的是其它编程语言(如 C 语言)。

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