Python入门六模块的使用

您已经了解了如何通过定义一次函数来重用程序中的代码。如果您想在您编写的其他程序中重用许多函数，该怎么办？您可能已经猜到，答案是模块。

有各种编写模块的方法，但最简单的方法是创建一个.py包含函数和变量的扩展名的文件。

另一种方法是用编写Python解释器本身的本机语言编写模块。例如，您可以使用C编程语言编写模块，在编译时，可以在使用标准Python解释器时从Python代码中使用它们。

可以通过其他程序导入模块以利用其功能。这也是我们如何使用Python标准库的方法。首先，我们将了解如何使用标准库模块。

示例（另存为module_using_sys.py）：

import sys

print('The command line arguments are:')
for i in sys.argv:
    print(i)

print('\n\nThe PYTHONPATH is', sys.path, '\n')

输出：

$ python module_using_sys.py we are arguments    # each arg is separated by white space
The command line arguments are:
module_using_sys.py
we
are
arguments


The PYTHONPATH is ['/tmp/py',
# many entries here, not shown here
'/Library/Python/2.7/site-packages',
'/usr/local/lib/python2.7/site-packages']

这个怎么运作

首先，我们导入了sys使用该模块import声明。基本上，这转化为我们告诉Python我们想要使用这个模块。该sys模块包含与Python解释器及其环境（即系统）相关的功能。

当Python执行import sys语句时，它会查找sys模块。在这种情况下，它是内置模块之一，因此Python知道在哪里找到它。

如果它不是一个已编译的模块，即用Python编写的模块，那么Python解释器将在其sys.path变量中列出的目录中搜索它。如果找到该模块，则运行该模块正文中的语句，并使模块可供您使用。请注意，初始化仅在我们第一次导入模块时完成。

使用点分表示法访问模块中的argv变量。它清楚地表明该名称是该模块的一部分。此方法的另一个优点是名称不会与程序中使用的任何变量冲突。syssys.argvsysargv

该sys.argv变量是一个列表字符串（列表中详细说明一个的后面的章节）。具体来说，它sys.argv包含命令行参数列表，即使用命令行传递给程序的参数。

如果使用IDE编写和运行这些程序，请查找在菜单中为程序指定命令行参数的方法。

这里，当我们执行时python module_using_sys.py we are arguments，我们module_using_sys.py使用python命令运行模块，接下来的其他内容是传递给程序的参数。Python将命令行参数存储在sys.argv变量*我们使用。

请记住，运行的脚本的名称始终是sys.argv列表中的第一个元素。所以，在这种情况下，我们将'module_using_sys.py'as sys.argv[0]，'we'as sys.argv[1]，'are'as sys.argv[2]和'arguments'as sys.argv[3]。请注意，Python从0开始计数，而不是1。

将sys.path包含其中输入模块的目录名的列表。注意的是，在第一个字符串sys.path是空的-这个空的字符串表示当前目录也是一部分sys.path是相同PYTHONPATH的环境变量。这意味着您可以直接导入位于当前目录中的模块。否则，您必须将模块放在其中一个目录中sys.path。

请注意，当前目录是启动程序的目录。运行import os; print(os.getcwd())以查找程序的当前目录。

字节编译的.pyc文件

导入模块是一个相对昂贵的事情，因此Python做了一些技巧，使其更快。一种方法是使用扩展创建字节编译的文件，扩展.pyc是Python将程序转换为的中间形式（请记住Python如何工作的介绍部分？）。.pyc当您下次从另一个程序导入模块时，此文件很有用 - 由于导入模块所需的部分处理已经完成，因此速度会快得多。此外，这些字节编译的文件与平台无关。

注意：这些.pyc文件通常与相应的.py文件在同一目录中创建。如果Python没有写入该目录中文件的权限，则不会创建.pyc文件。

from..import语句

如果要将argv变量直接导入程序（以避免sys.每次都为其键入），则可以使用该from sys import argv语句。

警告：通常，请避免使用该from..import语句，import而是使用该语句。这是因为您的程序将避免名称冲突并且更具可读性。

例：

from math import sqrt
print("Square root of 16 is", sqrt(16))

一个模块 __name__

每个模块都有一个名称，模块中的语句可以找出其模块的名称。这对于确定模块是独立运行还是正在导入的特定目的非常方便。如前所述，当第一次导入模块时，它包含的代码将被执行。我们可以使用它来使模块以不同的方式运行，具体取决于它是单独使用还是从另一个模块导入。这可以使用__name__模块的属性来实现。

示例（另存为module_using_name.py）：

if __name__ == '__main__':
    print('This program is being run by itself')
else:
    print('I am being imported from another module')

输出：

$ python module_using_name.py
This program is being run by itself

$ python
>>> import module_using_name
I am being imported from another module
>>>

这个怎么运作

每个Python模块都有自己的__name__定义。如果是这样'__main__'，则意味着模块由用户独立运行，我们可以采取适当的措施。

制作自己的模块

创建自己的模块很简单，你一直在做这些！这是因为每个Python程序也是一个模块。你只需要确保它有一个.py扩展名。以下示例应该清楚说明。

示例（另存为mymodule.py）：

def say_hi():
    print('Hi, this is mymodule speaking.')

__version__ = '0.1'

以上是一个示例模块。正如您所看到的，与我们通常的Python程序相比，它没有什么特别之处。接下来我们将看到如何在我们的其他Python程序中使用此模块。

请记住，模块应该放在与我们导入它的程序相同的目录中，或者放在其中一个目录中sys.path。

另一个模块（另存为mymodule_demo.py）：

import mymodule

mymodule.say_hi()
print('Version', mymodule.__version__)

输出：

$ python mymodule_demo.py
Hi, this is mymodule speaking.
Version 0.1

这个怎么运作

请注意，我们使用相同的点分表示法来访问模块的成员。Python可以很好地重用相同的符号来赋予它独特的“Pythonic”感觉，这样我们就不必继续学习新的方法来做事。

这是一个使用from..import语法的版本（另存为mymodule_demo2.py）：

from mymodule import say_hi, __version__

say_hi()
print('Version', __version__)

输出与输出mymodule_demo2.py相同mymodule_demo.py。

请注意，如果__version__在导入mymodule的模块中已经声明了名称，则会发生冲突。这也可能是因为每个模块通常使用此名称声明其版本号。因此，总是建议您更喜欢该import语句，即使它可能会使您的程序更长一些。

你也可以使用：

from mymodule import *

这将导入所有公共名称，例如say_hi但不会导入，__version__因为它以双下划线开头。

警告：请记住，您应该避免使用import-star，即from mymodule import *。

Python的禅宗

Python的指导原则之一是“明确比隐含更好”。import this在Python中运行以了解更多信息。

该dir功能

内置dir()函数返回对象定义的名称列表。如果对象是模块，则此列表包括在该模块内定义的函数，类和变量。

此函数可以接受参数。如果参数是模块的名称，则该函数返回该指定模块的名称列表。如果没有参数，则该函数返回当前模块的名称列表。

例：

$ python
>>> import sys

# get names of attributes in sys module
>>> dir(sys)
['__displayhook__', '__doc__',
'argv', 'builtin_module_names',
'version', 'version_info']
# only few entries shown here

# get names of attributes for current module
>>> dir()
['__builtins__', '__doc__',
'__name__', '__package__', 'sys']

# create a new variable 'a'
>>> a = 5

>>> dir()
['__builtins__', '__doc__', '__name__', '__package__', 'sys', 'a']

# delete/remove a name
>>> del a

>>> dir()
['__builtins__', '__doc__', '__name__', '__package__', 'sys']

这个怎么运作

首先，我们看到dir导入sys模块的用法。我们可以看到它包含的巨大属性列表。

接下来，我们使用该dir函数而不向其传递参数。默认情况下，它返回当前模块的属性列表。请注意，导入的模块列表也是此列表的一部分。

为了观察dir实际操作，我们定义一个新变量a并为其赋值，然后检查dir并观察到同名列表中还有一个附加值。我们使用del语句删除当前模块的变量/属性，并且更改将再次反映在dir函数的输出中。

关于以下内容的注释del：此语句用于删除变量/名称，并且在语句运行后，在这种情况下del a，您无法再访问该变量a- 就好像它之前从未存在过一样。

请注意，该dir()函数适用于任何对象。例如，运行（字符串）类dir(str)的属性str。

还有一个vars()函数可以为您提供属性及其值，但它不适用于所有情况。

包

到目前为止，您必须已经开始观察组织程序的层次结构。变量通常进入函数内部。函数和全局变量通常都在模块内部。如果你想组织模块怎么办？这就是包装进入图片的地方。

包只是模块的文件夹，带有一个特殊__init__.py文件，向Python指示该文件夹是特殊的，因为它包含Python模块。

假设您想要创建一个名为'world'的包，包含'asia'，'africa'等子包，这些子包又包含'india'，'madagascar'等模块。

这是你如何构建文件夹：

- <some folder present in the sys.path>/
    - world/
        - __init__.py
        - asia/
            - __init__.py
            - india/
                - __init__.py
                - foo.py
        - africa/
            - __init__.py
            - madagascar/
                - __init__.py
                - bar.py

包只是分层组织模块的便利。您将在标准库中看到许多此类实例。

摘要

就像函数是程序的可重用部分一样，模块也是可重用的程序。包是组织模块的另一个层次结构。Python附带的标准库就是这样一组包和模块的一个例子。

我们已经了解了如何使用这些模块并创建自己的模块。

接下来，我们将学习一些称为数据结构的有趣概念。