python入门系列:包和模块

基本概念

模块:将一组功能相关的代码写入一个单独的.py文件中,需要时进行导入,这个文件就是模块。

包:有层次的文件目录结构,内部有多个模块或多个子包,一般要有__init__.py这个文件(3.3+ 的版本不需要)。

库:完成一定功能代码的集合,完成的功能一般更加广泛,可以是模块,也可以是包。

框架:通过框架,可以快速实现解决某一个问题所需的代码骨架,后期进行填充即可。

包和模块的作用

造轮子,工具代码,供其他模块使用(模块化编程)

划分了变量作用域,解决变量/函数重名的问题

包和模块分类

内建的模块:builtin,会自动导入。

第三方包/模块:由其他人员开发,需要下载安装才能使用。

自定义包/模块:自己写的。

包和模块的一般操作

创建模块

# 就是创建一个 .py文件

n1 = 1

n2 = 2

n3 = 3

def test():

pass

__all__ = ["n1", "n2", "test"] # 指定了可以导入到别的模块中的资源

创建包

新建一个文件夹,为了兼容,添加一个__init__.py文件(当包被导入时,会运行这个文件)。

在文件中设置__all__变量,可以限制能够通过from package import *所导出的模块。

包和模块的导入

"""

1.常规导入,导入了所有资源

"""

import module

module.val # 访问变量

module.func() # 调用函数

# 模块在其他的包中

import p.module

p.module.val

# 一次导入多个模块

import p.module, module, module_2

# 给模块起别名

import p.module as m

m.val

m.func()

"""

2.from语句导入,只导入部分资源

"""

# 从包中导入模块

from p import module

module.val

from p import module1, module2

from p import module1 as m1, module2 as m2

from p.sub_p import m # 正确写法

from p import sub_p.m # 错误写法

# 从模块中导入资源

from module import val, func

print(val) # 直接使用

func()

from p.mudule import val # True

from p import module.val # False

from p import * # 导入了 p包下的所有模块,受到 __init__.py文件中__all__变量的约束

from module import * # 导入了 module下的所有资源,受到模块中 __all__变量的约束

# 使用 * 进行导入,容易产生同名冲突

导入操作的本质

第一次导入

被导入的模块会在自己的命名空间中执行所有的代码。

代码执行完成后,会产生一个模块对象,模块中的所有属性都绑定到这个对象上,对象的名称就是模块名。

目标模块在import位置建立引用,就可以根据模块对象的名称来访问资源了。

第二次导入

直接建立到对象的引用,也就是第一次导入的第三步。

两种导入方式都会执行模块的所有代码,所以不存在第二种方式更省内存的说法,只是拿不同的部分来使用。

模块检索路径

检索模块按照一定的顺序进行,优先在具有较高优先级的地方查找。

先在内置模块中查找,若自己定义了一个和内置模块重名的模块,进行导入时,会导入内置的那个模块。

然后在sys.path(是一个路径列表)中查找

当前目录

环境变量PYTHONPATH

特定路径下的.pth文件所指定的路径

python安装目录下的lib

追加路径的方式 (在sys.path中增加自定义的路径)

# 直接修改 sys.path

import sys

sys.path.append("xx/xx/xx") # 添加自定义的一个路径,单次执行有效

import xxx # xxx是位于自定义路径下的一个模块

# 直接修改 PYTHONPATH, 因为 sys.path包括了 PYTHONPATH

# 在 shell中有效,在 IDE中又要另外添加

# 作用持久

导入模块的场景

局部导入

# 在需要使用的范围内进行导入,其他范围无法使用,多用于函数

def cal(r):

import math

return math.pi * r * r

erea = cal(2)

覆盖导入

自定义的模块名称和非内置的标准模块重名,根据优先级,前者会覆盖后者

自定义的模块和内置模块重名,后者覆盖前者

循环导入

A模块导入了 B模块,B模块又导入了 A模块

会造成一些问题

可选导入

# 对于两个功能相似的模块,想优先导入其中一个,若不存在,再导入另外一个

try:

import module_1 as m

except ModuleNotFoundError:

import module_2 as m

m.func()

加载.py文件的两种方式

以脚本形式直接执行

当一个含有导入模块操作的个文件被执行后,会将自身所在的路径添加到sys.path,后面的所有导入(在当前文件的其他导入 + 所导入模块中的其他导入)都会参照这个sys.path。同时,该文件有一个属性:__name__ = '__main__'

作为模块被其他文件导入

此时其__name__属性是由该模块的加载路径所决定的。这个路径作为相对导入时的路径参照。

绝对导入和相对导入

# 绝对导入

# 参照sys.path路径进行模块检索的导入方式

import module

from module import func

# 相对导入

# 用 . 和 .. 来代替绝对路径进行模块的检索

from . import module # 参考的路径是该模块被绝对导入时加载的路径

第三方包和模块的安装

包管理项目

distutils

标准库的一部分,能处理简单的包安装,通过setup.py进行安装

setuptools

现在的包安装标准,使用pip安装脚本,使用whl格式

三方包和模块的发布形式

源代码

一个压缩包,解压后里面有setup.py文件,运行即可完成安装

.egg

setuptools引入的一种格式,压缩包,通过安装脚本easy_install进行安装

.whl

为了替代.egg,压缩包,使用pip进行安装

安装方式

本地安装

单文件模块

直接拷贝到sys.path中包含的路径即可,一般放在Lib/site-packages/

带有setup.py文件

直接使用命令进行安装:2.x:python2 setup.py install,3.x:python3 setup.py install,注意执行命令时的所在目录即可。

.egg文件的安装,使用setuptools的自带安装脚本easy_install进行安装,前提要先安装好easy_install,安装命令:easy_install xxx.egg

.whl文件的安装,推荐使用pip安装。首先要安装pip,一般会自动装上(若没有装,使用easy_install 进行远程安装)。安装命令:pip install xxx.whl

远程安装

自动地从远程下载地址进行检索、下载、安装

easy_install xxx

pip install xxx

默认安装在Lib/site_packages/下

默认是从官网上下载,建议更换安装源。

安装源(镜像地址)

豆瓣

中国科学技术大学

其他问题

easy_install

多python版本的切换安装

easy_install-2.7 xxx

easy_install-3.6 xxx

安装指定版本的包

默认是安装最新的版本

easy_install "requests >= 2.14.1" 安装大于或等于2.14.1版本的最新包

easy_install "requests > 1.0,

easy_install "requests == 2.14.1" 安装当前版本的包,若已经安装,则切换到这个版本

升级第三方包

easy_install --upgrade requests

卸载第三方包

手动卸载:1.删除在easy_install.pth中的包记录,2.删除对应的包文件。

命令卸载:easy_install -m requests,并不是真正地卸载了库,相当于执行手动卸载的第一步。

对于命令卸载,以后还可以继续使用这个包,只不过不能直接使用

import pkg_resources

pkg_resources.require("requires==2.18.4") # 指明你需要的版本

import requests

修改安装源

setuptools/command/easy_install.py在里面修改安装源即可

pip

修改安装源(Windows)

在用户名下创建pip目录,在目录中创建pip.ini文件。C:Users\xxpippip.ini

编辑文件内容如下:

[global]

index-url = http://pypi.douban.com/simple/

trusted-host = pypi.douban.com

修改安装源(Linux)

在用户名下创建.pip目录,目录下创建pip.conf文件。/home/xxx/.pip/pip.conf

文件中的内容和上面相同

多python版本安装

python -m pip install requests

python3 -m pip install requests

查看包:pip list

安装指定版本包:pip install "requests >= 1.14.1"

升级包:pip install -- upgrade requests

安装多个版本的库,会以最后一次安装的为准,覆盖安装。若再次执行pip install requests,会给出包已经存在的提示。

卸载包:pip uninstall requests,会删除包文件。

生成冻结需求文本:将当前安装的第三方包记录,储存到指定的文件中,以后,就可以根据这个需求去安装三方包。

pip freeze > ./requirements.txt

pip install -r requirements.txt

pip在linux下的一些问题

linux默认安装了两个版本的python,我的系统是Ubuntu 16.04,有python 2.7和python 3.5两个版本

在家目录下,还会出现.local这个目录,里面记录了pip和用其安装模块的一些信息。这个是面向用户安装的,只在自己的家目录下才有的。

直接使用pip命令,会将安装的包装在python2.7的路径下,有如下对应关系:pip--->python2.7,pip3--->python3.5

使用pip show xxx会显示安装模块的信息

pip3 show pygame

Name: pygame

Version: 1.9.4

Summary: Python Game Development

Home-page: https://www.pygame.org

Author: Pete Shinners, Rene Dudfield, Marcus von Appen, Bob Pendleton, others...

Author-email: pygame@seul.org

License: LGPL

Location: /home/tc/.local/lib/python3.5/site-packages

Requires:

Required-by:

为了不出什么幺蛾子,以后最好都用下面的方式去定位不同版本的pip,简单使用pip快捷方式使得其背后指向的解释器版本不明确,如果安装了多个Python3版本的解释器,直接使用 pip 操作会更加麻烦。windows和linux的用法而且不相同,linux 下又分为面向系统和面向用户安装……

# 都是操作系统级别的包,不会装在自己的家目录下,管理更加方便

python -m pip //for 2.x

python3 -m pip //for 3.x

pythonx.x -m pip //for x.x

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