Task12：模块

叁歲伎倆 2023-05-29 11:46 73阅读 0赞

### Task12：模块 ###

*  简介
 *  import 语句
 *  from … import 语句
 *  from … import \* 语句
 *  \_\_name\_\_属性
 *  包
 *  参考资料

# 简介 #

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
     
    import sys
     
    print('命令行参数如下:')
    for i in sys.argv:
       print(i)
     
    print('\n\nPython 路径为：', sys.path, '\n')
    
    
    #执行结果如下所示：
    
    $ python using_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、import sys 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：

import module1[, 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：

#!/usr/bin/python3
    # Filename: support.py
     
    def print_func( par ):
        print ("Hello : ", par)
        return

test.py 引入 support 模块：

#!/usr/bin/python3
    # Filename: test.py
     
    # 导入模块
    import support
     
    # 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：
    
    $ python3 test.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：

>>> import sys
    >>> 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
     
    def fib(n):    # 定义到 n 的斐波那契数列
        a, b = 0, 1
        while b < n:
            print(b, end=' ')
            a, b = b, a+b
        print()
     
    def fib2(n): # 返回到 n 的斐波那契数列
        result = []
        a, b = 0, 1
        while b < n:
            result.append(b)
            a, b = b, a+b
        return result

然后进入Python解释器，使用下面的命令导入这个模块：

>>> import fibo

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)
    1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 987
    >>> 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)
    1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377

# 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：

from modname import name1[, name2[, ... nameN]]

例如，要导入模块 fibo 的 fib 函数，使用如下语句：

>>> from fibo import fib, fib2
    >>> fib(500)
    1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377

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：

from modname import *

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。

# \_\_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：
    
    $ python using_name.py
    程序自身在运行
    $ python
    >>> import using_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。

说明：**name** 与 **main** 底下是双下划线， \_ \_ 是这样去掉中间的那个空格。

# 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:

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: