Python3 模块

Python3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。

下面是一个使用python标准库中模块的例子。

#!/usr/bin/python3

#文件名:using_sys.py



importsys



print(''命令行参数如下:'')

foriinsys.argv:

print(i)



print(''\n\nPython路径为：'',sys.path,''\n'')

执行结果如下所示：

$pythonusing_sys.py参数1参数2

命令行参数如下:

using_sys.py

参数1

参数2





Python路径为：[''/root'',''/usr/lib/python3.4'',''/usr/lib/python3.4/plat-x86_64-linux-gnu'',''/usr/lib/python3.4/lib-dynload'',''/usr/local/lib/python3.4/dist-packages'',''/usr/lib/python3/dist-packages'']

1、importsys引入python标准库中的sys.py模块；这是引入某一模块的方法。

2、sys.argv是一个包含命令行参数的列表。

3、sys.path包含了一个Python解释器自动查找所需模块的路径的列表。



import语句

想使用Python源文件，只需在另一个源文件里执行import语句，语法如下：

importmodule1[,module2[,...moduleN]

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。

搜索路径是一个解释器会先进行搜索的所有目录的列表。如想要导入模块support，需要把命令放在脚本的顶端：

support.py文件代码为：

#!/usr/bin/python3

#Filename:support.py



defprint_func(par):

print("Hello:",par)

return

test.py引入support模块：

#!/usr/bin/python3

#Filename:test.py



#导入模块

importsupport



#现在可以调用模块里包含的函数了

support.print_func("Runoob")

以上实例输出结果：

$python3test.py

Hello:Runoob

一个模块只会被导入一次，不管你执行了多少次import。这样可以防止导入模块被一遍又一遍地执行。

当我们使用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，做一个简单的实验，在交互式解释器中，输入以下代码：

>>>importsys

>>>sys.path

['''',''/usr/lib/python3.4'',''/usr/lib/python3.4/plat-x86_64-linux-gnu'',''/usr/lib/python3.4/lib-dynload'',''/usr/local/lib/python3.4/dist-packages'',''/usr/lib/python3/dist-packages'']

>>>

sys.path输出是一个列表，其中第一项是空串''''，代表当前目录（若是从一个脚本中打印出来的话，可以更清楚地看出是哪个目录），亦即我们执行python解释器的目录（对于脚本的话就是运行的脚本所在的目录）。

因此若像我一样在当前目录下存在与要引入模块同名的文件，就会把要引入的模块屏蔽掉。

了解了搜索路径的概念，就可以在脚本中修改sys.path来引入一些不在搜索路径中的模块。

现在，在解释器的当前目录或者sys.path中的一个目录里面来创建一个fibo.py的文件，代码如下：

#斐波那契(fibonacci)数列模块



deffib(n):#定义到n的斐波那契数列

a,b=0,1

whileb
print(b,end='''')

a,b=b,a+b

print()



deffib2(n):#返回到n的斐波那契数列

result=[]

a,b=0,1

whileb
result.append(b)

a,b=b,a+b

returnresult

然后进入Python解释器，使用下面的命令导入这个模块：

>>>importfibo

这样做并没有把直接定义在fibo中的函数名称写入到当前符号表里，只是把模块fibo的名字写到了那里。

可以使用模块名称来访问函数：

>>>fibo.fib(1000)

1123581321345589144233377610987

>>>fibo.fib2(100)

[1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89]

>>>fibo.__name__

''fibo''

如果你打算经常使用一个函数，你可以把它赋给一个本地的名称：

>>>fib=fibo.fib

>>>fib(500)

1123581321345589144233377





from…import语句

Python的from语句让你从模块中导入一个指定的部分到当前命名空间中，语法如下：

frommodnameimportname1[,name2[,...nameN]]

例如，要导入模块fibo的fib函数，使用如下语句：

>>>fromfiboimportfib,fib2

>>>fib(500)

1123581321345589144233377

这个声明不会把整个fibo模块导入到当前的命名空间中，它只会将fibo里的fib函数引入进来。





From…import语句

把一个模块的所有内容全都导入到当前的命名空间也是可行的，只需使用如下声明：

frommodnameimport

这提供了一个简单的方法来导入一个模块中的所有项目。然而这种声明不该被过多地使用。



深入模块

模块除了方法定义，还可以包括可执行的代码。这些代码一般用来初始化这个模块。这些代码只有在第一次被导入时才会被执行。

每个模块有各自独立的符号表，在模块内部为所有的函数当作全局符号表来使用。

所以，模块的作者可以放心大胆的在模块内部使用这些全局变量，而不用担心把其他用户的全局变量搞花。

从另一个方面，当你确实知道你在做什么的话，你也可以通过modname.itemname这样的表示法来访问模块内的函数。

模块是可以导入其他模块的。在一个模块（或者脚本，或者其他地方）的最前面使用import来导入一个模块，当然这只是一个惯例，而不是强制的。被导入的模块的名称将被放入当前操作的模块的符号表中。

还有一种导入的方法，可以使用import直接把模块内（函数，变量的）名称导入到当前操作模块。比如:

>>>fromfiboimportfib,fib2

>>>fib(500)

1123581321345589144233377

这种导入的方法不会把被导入的模块的名称放在当前的字符表中（所以在这个例子里面，fibo这个名称是没有定义的）。

这还有一种方法，可以一次性的把模块中的所有（函数，变量）名称都导入到当前模块的字符表:

>>>fromfiboimport

>>>fib(500)

1123581321345589144233377

这将把所有的名字都导入进来，但是那些由单一下划线（_）开头的名字不在此例。大多数情况，Python程序员不使用这种方法，因为引入的其它来源的命名，很可能覆盖了已有的定义。



__name__属性

一个模块被另一个程序第一次引入时，其主程序将运行。如果我们想在模块被引入时，模块中的某一程序块不执行，我们可以用__name__属性来使该程序块仅在该模块自身运行时执行。

#!/usr/bin/python3

#Filename:using_name.py



if__name__==''__main__'':

print(''程序自身在运行'')

else:

print(''我来自另一模块'')

运行输出如下：

$pythonusing_name.py

程序自身在运行

$python

>>>importusing_name

我来自另一模块

>>>

说明：?每个模块都有一个__name__属性，当其值是''__main__''时，表明该模块自身在运行，否则是被引入。



dir()函数

内置的函数dir()可以找到模块内定义的所有名称。以一个字符串列表的形式返回:

>>>importfibo,sys

>>>dir(fibo)

[''__name__'',''fib'',''fib2'']

>>>dir(sys)

[''__displayhook__'',''__doc__'',''__excepthook__'',''__loader__'',''__name__'',

''__package__'',''__stderr__'',''__stdin__'',''__stdout__'',

''_clear_type_cache'',''_current_frames'',''_debugmallocstats'',''_getframe'',

''_home'',''_mercurial'',''_xoptions'',''abiflags'',''api_version'',''argv'',

''base_exec_prefix'',''base_prefix'',''builtin_module_names'',''byteorder'',

''call_tracing'',''callstats'',''copyright'',''displayhook'',

''dont_write_bytecode'',''exc_info'',''excepthook'',''exec_prefix'',

''executable'',''exit'',''flags'',''float_info'',''float_repr_style'',

''getcheckinterval'',''getdefaultencoding'',''getdlopenflags'',

''getfilesystemencoding'',''getobjects'',''getprofile'',''getrecursionlimit'',

''getrefcount'',''getsizeof'',''getswitchinterval'',''gettotalrefcount'',

''gettrace'',''hash_info'',''hexversion'',''implementation'',''int_info'',

''intern'',''maxsize'',''maxunicode'',''meta_path'',''modules'',''path'',

''path_hooks'',''path_importer_cache'',''platform'',''prefix'',''ps1'',

''setcheckinterval'',''setdlopenflags'',''setprofile'',''setrecursionlimit'',

''setswitchinterval'',''settrace'',''stderr'',''stdin'',''stdout'',

''thread_info'',''version'',''version_info'',''warnoptions'']

如果没有给定参数，那么dir()函数会罗列出当前定义的所有名称:

>>>a=[1,2,3,4,5]

>>>importfibo

>>>fib=fibo.fib

>>>dir()#得到一个当前模块中定义的属性列表

[''__builtins__'',''__name__'',''a'',''fib'',''fibo'',''sys'']

>>>a=5#建立一个新的变量''a''

>>>dir()

[''__builtins__'',''__doc__'',''__name__'',''a'',''sys'']

>>>

>>>dela#删除变量名a

>>>

>>>dir()

[''__builtins__'',''__doc__'',''__name__'',''sys'']

>>>



标准模块

Python本身带着一些标准的模块库，在Python库参考文档中将会介绍到（就是后面的"库参考文档"）。

有些模块直接被构建在解析器里，这些虽然不是一些语言内置的功能，但是他却能很高效的使用，甚至是系统级调用也没问题。

这些组件会根据不同的操作系统进行不同形式的配置，比如winreg这个模块就只会提供给Windows系统。

应该注意到这有一个特别的模块sys，它内置在每一个Python解析器中。变量sys.ps1和sys.ps2定义了主提示符和副提示符所对应的字符串:

>>>importsys

>>>sys.ps1

''>>>''

>>>sys.ps2

''...''

>>>sys.ps1=''C>''

C>print(''Yuck!'')

Yuck!

C>



包

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

aiffread.py

aiffwrite.py

auread.py

auwrite.py

...

effects/声音效果子包

__init__.py

echo.py

surround.py

reverse.py

...

filters/filters子包

__init__.py

equalizer.py

vocoder.py

karaoke.py

...

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:

importsound.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:

fromsound.effectsimportecho

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:

fromsound.effects.echoimportechofilter

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frompackageimportitem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，恭喜，一个:exc:ImportError异常被抛出了。

反之，如果使用形如importitem.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。



从一个包中导入

设想一下，如果我们使用fromsound.effectsimport会发生什么？

Python会进入文件系统，找到这个包里面所有的子模块，一个一个的把它们都导入进来。

但是很不幸，这个方法在Windows平台上工作的就不是非常好，因为Windows是一个大小写不区分的系统。

在这类平台上，没有人敢担保一个叫做ECHO.py的文件导入为模块echo还是Echo甚至ECHO。

（例如，Windows95就很讨厌的把每一个文件的首字母大写显示）而且DOS的8+3命名规则对长模块名称的处理会把问题搞得更纠结。

为了解决这个问题，只能烦劳包作者提供一个精确的包的索引了。

导入语句遵循如下规则：如果包定义文件__init__.py存在一个叫做__all__的列表变量，那么在使用frompackageimport的时候就把这个列表中的所有名字作为包内容导入。

作为包的作者，可别忘了在更新包之后保证__all__也更新了啊。你说我就不这么做，我就不使用导入这种用法，好吧，没问题，谁让你是老板呢。这里有一个例子，在:file:sounds/effects/__init__.py中包含如下代码:

__all__=["echo","surround","reverse"]

这表示当你使用fromsound.effectsimport这种用法时，你只会导入包里面这三个子模块。

如果?__all__?真的没有定义，那么使用fromsound.effectsimport这种语法的时候，就不会导入包sound.effects里的任何子模块。他只是把包sound.effects和它里面定义的所有内容导入进来（可能运行__init__.py里定义的初始化代码）。

这会把__init__.py里面定义的所有名字导入进来。并且他不会破坏掉我们在这句话之前导入的所有明确指定的模块。看下这部分代码:

importsound.effects.echo

importsound.effects.surround

fromsound.effectsimport

这个例子中，在执行from...import前，包sound.effects中的echo和surround模块都被导入到当前的命名空间中了。（当然如果定义了__all__就更没问题了）

通常我们并不主张使用这种方法来导入模块，因为这种方法经常会导致代码的可读性降低。不过这样倒的确是可以省去不少敲键的功夫，而且一些模块都设计成了只能通过特定的方法导入。

记住，使用fromPackageimportspecific_submodule这种方法永远不会有错。事实上，这也是推荐的方法。除非是你要导入的子模块有可能和其他包的子模块重名。

如果在结构中包是一个子包（比如这个例子中对于包sound来说），而你又想导入兄弟包（同级别的包）你就得使用导入绝对的路径来导入。比如，如果模块sound.filters.vocoder要使用包sound.effects中的模块echo，你就要写成fromsound.effectsimportecho。

from.importecho

from..importformats

from..filtersimportequalizer

无论是隐式的还是显式的相对导入都是从当前模块开始的。主模块的名字永远是"__main__"，一个Python应用程序的主模块，应当总是使用绝对路径引用。

包还提供一个额外的属性__path__。这是一个目录列表，里面每一个包含的目录都有为这个包服务的__init__.py，你得在其他__init__.py被执行前定义哦。可以修改这个变量，用来影响包含在包里面的模块和子包。

这个功能并不常用，一般用来扩展包里面的模块。































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