Python基础学习笔记（4）模块

廖雪峰老师Python教程笔记

1.使用模块有什么好处？

最大的好处是大大提高了代码的可维护性。其次，编写代码不必从零开始。当一个模块编写完毕，就可以被其他地方引用。我们在编写程序的时候，也经常引用其他模块，包括Python内置的模块和来自第三方的模块。

使用模块还可以避免函数名和变量名冲突。相同名字的函数和变量完全可以分别存在不同的模块中，因此，我们自己在编写模块时，不必考虑名字会与其他模块冲突。

你也许还想到，如果不同的人编写的模块名相同怎么办？为了避免模块名冲突，Python又引入了按目录来组织模块的方法，称为包（Package）。

引入了包以后，只要顶层的包名不与别人冲突，那所有模块都不会与别人冲突。

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请注意，每一个包目录下面都会有一个init.py的文件，这个文件是必须存在的，否则，Python就把这个目录当成普通目录，而不是一个包。init.py可以是空文件，也可以有Python代码，因为init.py本身就是一个模块，而它的模块名就是mycompany。

init.py 文件的作用是将文件夹变为一个Python模块,Python 中的每个模块的包中，都有init.py 文件。

通常init.py 文件为空，但是我们还可以为它增加其他的功能。我们在导入一个包时，实际上是导入了它的init.py文件。这样我们可以在init.py文件中批量导入我们所需要的模块，而不再需要一个一个的导入。

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类似的，可以有多级目录，组成多级层次的包结构。比如如下的目录结构：

文件www.py的模块名就是mycompany.web.www，两个文件utils.py的模块名分别是mycompany.utils和mycompany.web.utils。

注意：自己创建模块时要注意命名，不能和Python自带的模块名称冲突。例如，系统自带了sys模块，自己的模块就不可命名为sys.py，否则将无法导入系统自带的sys模块。

2.使用模块

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

' a test module '

__author__ = 'Michael Liao'

import sys

def test():
    args = sys.argv
    if len(args)==1:
        print('Hello, world!')
    elif len(args)==2:
        print('Hello, %s!' % args[1])
    else:
        print('Too many arguments!')

if __name__=='__main__':
    test()

第1行和第2行是标准注释，第1行注释可以让这个hello.py文件直接在Unix/Linux/Mac上运行，第2行注释表示.py文件本身使用标准UTF-8编码；

第4行是一个字符串，表示模块的文档注释，任何模块代码的第一个字符串都被视为模块的文档注释；

第6行使用author变量把作者写进去，这样当你公开源代码后别人就可以瞻仰你的大名；

以上就是Python模块的标准文件模板，当然也可以全部删掉不写，但是，按标准办事肯定没错。

后面开始就是真正的代码部分。

其中__name__=='__main__'的作用就是让你写的脚本模块可以导入到别的模块中用，另外该模块自己也可执行。具体可以参考：https://www.cnblogs.com/alan-babyblog/p/5147770.html

3.导入模块

-- 可以访问math模块中所定义的所有公开的函数、变量和类
import math

>>> math.pow(2, 0.5) # pow是函数
1.4142135623730951

>>> math.pi # pi是变量
3.141592653589793

-- 如果我们只希望用到的math模块的某几个函数，而不是所有函数，可以用下面的语句。
from math import pow,sin,log
>>> pow(2, 10)
1024.0
>>> sin(3.14)
0.0015926529164868282

如果遇到名字冲突怎么办？
比如math模块有一个log函数，logging模块也有一个log函数，如果同时使用，如何解决名字冲突？

第一种方法：

如果使用import导入模块名，由于必须通过模块名引用函数名，因此不存在冲突：

import math, logging
print math.log(10)   # 调用的是math的log函数
logging.log(10, 'something')   # 调用的是logging的log函数

第二种方法：

如果使用 from…import 导入 log 函数，势必引起冲突。这时，可以给函数起个“别名”来避免冲突：

from math import log
from logging import log as logger   # logging的log现在变成了logger
print log(10)   # 调用的是math的log
logger(10, 'import from logging')   # 调用的是logging的log

4.动态导入模块

有的时候，两个不同的模块提供了相同的功能，比如 StringIO 和 cStringIO 都提供了StringIO这个功能。

这是因为Python是动态语言，解释执行，因此Python代码运行速度慢。

如果要提高Python代码的运行速度，最简单的方法是把某些关键函数用 C 语言重写，这样就能大大提高执行速度。

同样的功能，StringIO 是纯Python代码编写的，而 cStringIO 部分函数是 C 写的，因此 cStringIO 运行速度更快。

在Python中动态导入模块：

try:
    from cStringIO import StringIO
except ImportError:
    from StringIO import StringIO

上述代码先尝试从cStringIO导入，如果失败了（比如cStringIO没有被安装），再尝试从StringIO导入。这样，如果cStringIO模块存在，则我们将获得更快的运行速度，如果cStringIO不存在，则顶多代码运行速度会变慢，但不会影响代码的正常执行。

try 的作用是捕获错误，并在捕获到指定错误时执行 except 语句。

另一示例：

try:
    import json
except ImportError:
    import simplejson as json
print json.dumps({'python':2.7})

附注：
编码：把一个Python对象编码转换成Json字符串 json.dumps()
解码：把Json格式字符串解码转换成Python对象 json.loads()

5._future_

Python的新版本会引入新的功能，但是，实际上这些功能在上一个老版本中就已经存在了。要“试用”某一新的特性，就可以通过导入future模块的某些功能来实现。

例如，Python 2.7的整数除法运算结果仍是整数：

>>> 10 / 3
3

但是，Python 3.x已经改进了整数的除法运算，“/”除将得到浮点数，“//”除才仍是整数：

>>> 10 / 3
3.3333333333333335
>>> 10 // 3
3

要在Python 2.7中引入3.x的除法规则，导入future的division：

>>> from __future__ import division
>>> print 10 / 3
3.3333333333333335

当新版本的一个特性与旧版本不兼容时，该特性将会在旧版本中添加到future中，以便旧的代码能在旧版本中测试新特性。

任务：
在Python 3.x中，字符串统一为unicode，不需要加前缀 u，而以字节存储的str则必须加前缀 b。请利用future的unicode_literals在Python 2.7中编写unicode字符串。

使用from future import unicode_literals将把Python 3.x的unicode规则带入Python 2.7中。

-- 使用__future__
from __future__ import unicode_literals
s = 'am I an unicode?'
print isinstance(s, unicode)

# 运行结果
True

-- 加前缀u
s = u'am I an unicode?'
print isinstance(s, unicode)
# 运行结果
True

-- 尝试前缀b
from __future__ import unicode_literals

s = b'am I an unicode?'
print isinstance(s, bytes)
# 运行结果
True

__future__的实际意义：

future是基于：你现在的代码在低版本上跑着，不是说升就能升到高版本的，因为没有测试，但是高版本有个特性你很想用，于是可以在低版本用future测试，测得好，将来升级到高版本风险低。

发新版本时都有release note，让你知道新功能。一个新功能比如打算发布到2.9版本，那在2.8版本中就会存在，只是以future方式存在，目的就是让旧代码有机会充分测试。

6.安装第三方模块

pip的使用。

pip不是内部命令或外部命令
1.在环境变量中添加pip.exe的路径，c:\Python27\Scripts\
2.命令提示符进入到pip.exe的路径中c:\Python27\Scripts，使用cd 文件名
3.输入easy_inatall pip
4.在使用pip install web.py就可以了

如果系统是linux的话，其实还是尽量不要用pip的好，比如Archlinux就用pacman或者yaourt，一个是升级管理方便，一个是不容易冲突。