【Python】Python3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:

$ 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:

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:

#!/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("Oop")

以上实例输出结果:

$ python3 test.py

Hello:Oop

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)。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=,1

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=,1

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:

$ python using_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。

说明:__name____main__底下是双下划线,_ _是这样去掉中间的那个空格。

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'

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

>>>dela#删除变量名a

['__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!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:

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:

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,恭喜,一个:exc:ImportError异常被抛出了。

从一个包中导入*

设想一下,如果我们使用from sound.effects import *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,Windows 95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from package import *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from sound.effects import *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from sound.effects import *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:

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from Package import specific_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。

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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