Python基础之模块和包
文章目录
- 1 模块和包
- 1.1 模块和包
- 1.1.1 模块
- 1.1.2 包
- 1.1.3 简单使用
- 1.2 import 语句
- 1.2.1 import
- 1.2.2 from … import 语句
- 1.2.3 from … import * 语句
- 1.4 深入模块
- 1.4.1 模块符号表
- 1.4.2 __name__属性
- 1.4.3 dir() 函数
- 1.4.4 作用域
- 1.5 常用内置模块
1 模块和包
1.1 模块和包
1.1.1 模块
在计算机程序的开发过程中,随着程序代码越写越多,在一个文件里代码就会越来越长,越来越不容易维护。
为了编写可维护的代码,我们把很多函数分组,分别放到不同的文件里,这样,每个文件包含的代码就相对较少,很多编程语言都采用这种组织代码的方式。在Python中,一个.py
文件就称之为一个模块(Module
)。
模块
是一个包含所有定义的函数和变量
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。
1.1.2 包
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。但是也要注意,尽量不要与内置函数名字冲突
但是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(Packag
)。
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
, 那么表示一个包 A中的子模块 B 。就好像使用模块的时候,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。
举个例子,一个abc.py的文件就是一个名字叫abc的模块,一个xyz.py的文件就是一个名字叫xyz的模块。
现在,假设我们的abc和xyz这两个模块名字与其他模块冲突了,于是我们可以通过包来组织模块,避免冲突。方法是选择一个顶层包名,比如mycompany,按照如下目录存放:
mycompany__init__.pyabc.pyxyz.ph
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。现在,abc.py模块的名字就变成了mycompany.abc,类似的,xyz.py的模块名变成了mycompany.xyz。
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
。
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。
默认情况下,Python解释器
会搜索当前目录、所有已安装的内置模块和第三方模块
,搜索路径存放在sys模块的path变量中。
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 __all__
变量赋值。
注意
:当使用 from package import item 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,抛出一个 :exc:ImportError
异常。如果使用形如 import item.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。
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
。可以修改这个变量,用来影响包含在包里面的模块和子包。
1.1.3 简单使用
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
'模块说明'
__author__ = '开发者名字'import sysprint('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2Python 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']
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。sys.argv
是一个包含命令行参数的列表。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。
1.2 import 语句
1.2.1 import
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。搜索路径时一个解释器会先进行搜索的所有目录的列表。
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demo,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。
1.2.2 from … import 语句
Python 的 from
语句可以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。
1.2.3 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。
1.4 深入模块
1.4.1 模块符号表
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,模块的开发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混。
从另一个方面,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。
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。但是,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)
>>> from fibo import fib, fib2
>>> fib(500)
1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377
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:
>>> from fibo import *
>>> fib(500)
1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377
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。
1.4.2 __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.pyif __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。
1.4.3 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:
>>> import fibo, 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]
>>> import fibo
>>> 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']
>>>
>>> del a # 删除变量名a
>>>
>>> dir()
['__builtins__', '__doc__', '__name__', 'sys']
1.4.4 作用域
在一个模块中,我们可能会定义很多函数和变量,但有的函数和变量我们希望给别人使用,有的函数和变量我们希望仅仅在模块内部使用。在Python中,是通过_
前缀来实现的。
正常的函数和变量名是公开的(public),可以被直接引用,比如:abc,x123,PI等;
类似 __xxx__
这样的变量是特殊变量,可以被直接引用,但是有特殊用途,比如上面的 __author__
,__name__
就是特殊变量,hello模块定义的文档注释也可以用特殊变量 __doc__
访问,我们自己的变量一般不要用这种变量名;
类似_xxx
和__xxx
这样的函数或变量就是非公开的(private),不应该被直接引用,比如_abc,__abc等;
之所以我们说,private函数和变量“不应该”被直接引用,而不是不能
被直接引用,是因为Python并没有一种方法可以完全限制访问private函数或变量,但是,从编程习惯上不应该引用private函数或变量。
private
函数或变量不应该被别人引用,那它们有什么用呢?请看例子:
def _private_1(name):return 'Hello, %s' % namedef _private_2(name):return 'Hi, %s' % namedef greeting(name):if len(name) > 3:return _private_1(name)else:return _private_2(name)
我们在模块里公开greeting()函数,而把内部逻辑用private函数隐藏起来了,这样,调用greeting()函数不用关心内部的private函数细节,这也是一种非常有用的代码封装和抽象的方法,外部不需要引用的函数全部定义成 private
,只有外部需要引用的函数才定义为 public
1.5 常用内置模块
点击了解 Python中常用内置模块
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C++利用常量来防止形参误修改 函数被定义两次是不允许的
#include<iostream> using namespace std;void displayInfo(const int& num) {// 函数体内不能修改num的值cout << "num " << num << endl; }int main() {int myNumber 5;displayInfo(myNumber);// 传递myNumber的引用,但不…...
NXP i.MX8系列平台开发讲解 - 3.18 Linux tty子系统介绍(一)
专栏文章目录传送门:返回专栏目录 Hi, 我是你们的老朋友,主要专注于嵌入式软件开发,有兴趣不要忘记点击关注【码思途远】 目录 1. TTY 起源 2. Linux 系统中的TTY 2.1 Linux TTY 设备形式 2.2 Linux TTY framework 2.3 驱动核心相关文件…...
Python使用(...)连接字符串
Python 字符串连接的灵活性。 使用括号来组织多行字符串时的自动拼接。 e e var_str g*3connect_str (fa{e}bcvar_strh )print(connect_str) print(type(connect_str)) 运行结果: aebcgggh <class str> 解释: 定义变量: e e:…...
nodejs操作excel文件实例,读取sheets, 设置cell颜色
本代码是我帮客户做的兼职的实例,涉及用node读取excel文件,遍历sheets,给单元格设置颜色等操作,希望对大家接活有所帮助。 gen.js let dir"Z:\\武汉烟厂\\山东区域\\备档资料\\销区零售终端APP维护清单\\走访档案\\2024年6月…...
深入分析 Android HTTPS 证书管理策略:设置本地证书、使用系统默认证书和忽略证书
深入分析 Android HTTPS 证书管理策略:设置本地证书、使用系统默认证书和忽略证书 在 Android 应用开发中,确保 HTTPS 请求的安全性至关重要。为实现这一目标,我们可以通过不同的方式来管理 HTTPS 证书。本文将详细探讨三种常见的证书管理策…...
sublime如何运行Html文件?
背景: 在sublime上面写了html代码以后,怎么运行html文件来进行debug呢?如果去点击保存的HTML文件,每次这样就会很麻烦,能不能直接在sublime里面点什么就可以直接打开浏览器运行呢?答案是OK的。 1-确认Vie…...
2.0T275马力,油耗6.3L能加92,5米大7座
探险者固然是一款很好的车型,特别是昆仑巅峰版还带后桥限滑差速器,脱困能力更强。但探险者的价格终归比较高,退而求其次也可以看看全新换代的锐界L,整体实力也不差。新车指导价为22.98-30.98万元,目前终端优惠8800元左右。??优缺点速览优点:1、提供纯燃油和油电混动2、提…...
jenkins集成
jenkins是一款广泛使用的开源持续集成(CI)和持续交付(CD)工具,主要用于自动化构建、测试和部署软件。以下是关于如何集成Jenkins的详细介绍: 安装Jenkins: 要安装Jenkins,您需要按照…...
计算机三级 网络技术
一、边界网关协议BGP BGP是边界网关协议,是外部而不是内部网关协议(是不同自治系统的路由器之间使用的协议)一个BGP发言人使用TCP(不是UDP)与其自治系统的BGP发言人交换路由信息。BGP协议交换路由由信息的节点数是以自…...
【RLHF个人笔记】RLHF:Reinforcement Learning from Human Feedback具体过程
【RLHF个人笔记】RLHF:Reinforcement Learning from Human Feedback具体过程 RLHF训练的三个步骤步骤1:收集数据与有监督训练策略步骤2:收集数据训练奖励模型步骤3:结合奖励模型利用强化学习算法如PPO算法来优化策略 参考内容 RLHF训练的三个…...
CSS实现一个雨滴滑落效果
使用纯CSS来实现一个真实的雨滴滑落效果可能会有些挑战,因为CSS主要关注于静态样式和简单的动画效果。然而,你可以使用CSS动画和keyframes来模拟一个雨滴滑落的简化效果。 以下是一个基本的示例,展示如何使用CSS来模拟雨滴从顶部滑落到底部的…...
《AI学习笔记》大模型-微调/训练区别以及流程
阿丹: 之前一直对于大模型的微调和训练这两个名词不是很清晰,所有找了一个时间来弄明白到底有什么区别以及到底要怎么去使用去做。并且上手实践一下。 大模型业务全流程: 大模型为啥要微调?有哪些微调方式? 模型参数…...