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  Python 3 - 模块

  • 简述

    模块允许您逻辑地组织您的 Python 代码。将相关代码分组到一个模块中可以使代码更易于理解和使用。模块是一个 Python 对象，具有您可以绑定和引用的任意命名的属性。
    简单地说，一个模块就是一个由 Python 代码组成的文件。模块可以定义函数、类和变量。模块还可以包括可运行代码。

    例子

    名为 aname 的模块的 Python 代码通常位于名为 daname.py 的文件中。这是一个简单模块的示例，support.py - 
    def print_func( par ):
   print "Hello : ", par
   return

  • import 声明

    通过在其他 Python 源文件中执行 import 语句，您可以将任何 Python 源文件用作模块。这import具有以下语法 - 
    
import module1[, module2[,... moduleN]
    当解释器遇到 import 语句时，如果模块存在于搜索路径中，它就会导入该模块。搜索路径是解释器在导入模块之前搜索的目录列表。例如，要导入模块 hello.py，您需要将以下命令放在脚本的顶部 - 
    
#!/usr/bin/python3
# Import module support
import support
# Now you can call defined function that module as follows
support.print_func("Alex")
    执行上述代码时，会产生以下结果 - 
    
Hello : Alex
    一个模块只加载一次，不管它被导入多少次。如果发生多次导入，这可以防止模块重复执行。

  • from...import 语句

    蟒蛇的from语句允许您将特定属性从模块导入当前命名空间。这from...import具有以下语法 - 
    
from modname import name1[, name2[, ... nameN]]
    例如，要从模块 fib 导入函数 fibonacci，请使用以下语句 - 
    
#!/usr/bin/python3
# Fibonacci numbers module
def fib(n): # return Fibonacci series up to n
   result = []
   a, b = 0, 1
   while b < n:
      result.append(b)
      a, b = b, a + b
   return result
>>> from fib import fib
>>> fib(100)
[1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89]
    该语句不会将整个模块 fib 导入当前命名空间；它只是将模块 fib 中的项目 fibonacci 引入到导入模块的全局符号表中。

  • from...import * 语句

    也可以使用以下导入语句将模块中的所有名称导入当前命名空间 - 
    
from modname import *
    这提供了一种将模块中的所有项导入当前命名空间的简单方法；但是，应谨慎使用此语句。

  • 将模块作为脚本执行

    在模块中，模块的名称（作为字符串）可用作全局变量 __name__ 的值。模块中的代码将被执行，就像您导入它一样，但 __name__ 设置为“__main__”。
    在模块末尾添加此代码 - 
    
#!/usr/bin/python3
# Fibonacci numbers module
def fib(n): # return Fibonacci series up to n
   result = []
   a, b = 0, 1
   while b < n:
      result.append(b)
      a, b = b, a + b
   return result
if __name__ == "__main__":
   f = fib(100)
   print(f)
    当您运行上面的代码时，将显示以下输出。 
    
[1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89]

  • 定位模块

    导入模块时，Python 解释器按以下顺序搜索模块 -
    • 当前目录。
    • 如果未找到该模块，Python 会在 shell 变量 PYTHONPATH 中搜索每个目录。
    • 如果一切都失败了，Python 会检查默认路径。在 UNIX 上，此默认路径通常为 /usr/local/lib/python3/。
    模块搜索路径存储在系统模块sys中作为sys.path多变的。sys.path 变量包含当前目录、PYTHONPATH 和依赖于安装的默认值。

  • PYTHONPATH 变量

    PYTHONPATH 是一个环境变量，由目录列表组成。PYTHONPATH 的语法与 shell 变量 PATH 的语法相同。
    这是来自 Windows 系统的典型 PYTHONPATH - 
    
set PYTHONPATH = c:\python34\lib;
    这是来自 UNIX 系统的典型 PYTHONPATH - 
    
set PYTHONPATH = /usr/local/lib/python

  • 命名空间和范围

    变量是映射到对象的名称（标识符）。命名空间是变量名称（键）及其对应对象（值）的字典。
    • Python 语句可以访问局部命名空间和全局命名空间中的变量。如果局部变量和全局变量具有相同的名称，则局部变量隐藏全局变量。
    • 每个函数都有自己的本地命名空间。类方法遵循与普通函数相同的作用域规则。
    • Python 对变量是局部变量还是全局变量进行有根据的猜测。它假定在​​函数中赋值的任何变量都是局部的。
    • 因此，为了给函数内的全局变量赋值，必须首先使用global语句。
    • 语句global VarName告诉 Python VarName 是一个全局变量。Python 停止在本地命名空间中搜索变量。
    例如，我们在全局命名空间中定义了一个变量Money。在函数 Money 中，我们为 Money 赋值，因此 Python 将 Money 假定为局部变量。
    但是，我们在设置之前访问了局部变量Money的值，因此结果是 UnboundLocalError。取消注释全局语句可以解决问题。 
    
#!/usr/bin/python3
Money = 2000
def AddMoney():
   # Uncomment the following line to fix the code:
   # global Money
   Money = Money + 1
print (Money)
AddMoney()
print (Money)

  • dir( ) 函数

    dir() 内置函数返回一个排序的字符串列表，其中包含模块定义的名称。
    该列表包含模块中定义的所有模块、变量和函数的名称。以下是一个简单的例子 - 
    
#!/usr/bin/python3
# Import built-in module math
import math
content = dir(math)
print (content)
    执行上述代码时，会产生以下结果 - 
    
['__doc__', '__file__', '__name__', 'acos', 'asin', 'atan', 
'atan2', 'ceil', 'cos', 'cosh', 'degrees', 'e', 'exp', 
'fabs', 'floor', 'fmod', 'frexp', 'hypot', 'ldexp', 'log',
'log10', 'modf', 'pi', 'pow', 'radians', 'sin', 'sinh', 
'sqrt', 'tan', 'tanh']
    在这里，特殊字符串变量 __name__ 是模块的名称，而 __file__ 是从中加载模块的文件名。

  • globals() 和 locals() 函数

    这globals()和locals()函数可用于返回全局和局部名称空间中的名称，具体取决于调用它们的位置。
    • 如果locals()从函数内部调用时，它将返回可以从该函数本地访问的所有名称。
    • 如果globals()从函数内部调用时，它将返回可以从该函数全局访问的所有名称。
    这两个函数的返回类型都是字典。因此，可以使用以下方法提取名称keys()功能。

  • reload() 函数

    将模块导入脚本时，模块顶层部分的代码仅执行一次。
    因此，如果要重新执行模块中的顶层代码，可以使用reload()函数。reload() 函数再次导入先前导入的模块。reload() 函数的语法是这样的 - 
    
reload(module_name)
    此处，module_name 是您要重新加载的模块的名称，而不是包含模块名称的字符串。例如，要重新加载 hello 模块，请执行以下操作 - 
    
reload(hello)

  • Python 中的包

    包是一种层次化的文件目录结构，它定义了一个单一的Python应用环境，它由模块和子包以及子子包等组成。
    考虑Phone 目录中可用的文件Pots.py。该文件具有以下源代码行 - 
    
#!/usr/bin/python3
def Pots():
print ("I'm Pots Phone")
    类似的，我们还有另外两个功能不同的同名文件。他们是 -
    • 具有函数 Isdn() 的Phone/Isdn.py文件
    • 具有函数 G3() 的Phone/G3.py文件
    现在，在Phone目录中再创建一个文件 __init__.py -
    • 电话/__init__.py
    要在导入 Phone 时使所有功能可用，您需要在 __init__.py 中放置显式导入语句，如下所示 - 
    
from Pots import Pots
from Isdn import Isdn
from G3 import G3
    将这些行添加到 __init__.py 后，当您导入 Phone 包时，所有这些类都可用。 
    
#!/usr/bin/python3
# Now import your Phone Package.
import Phone
Phone.Pots()
Phone.Isdn()
Phone.G3()
    执行上述代码时，会产生以下结果 - 
    
I'm Pots Phone
I'm 3G Phone
I'm ISDN Phone
    在上面的示例中，我们以每个文件中的单个函数为例，但您可以在文件中保留多个函数。您还可以在这些文件中定义不同的 Python 类，然后您可以从这些类中创建包。
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