Python Module模块

模块

https://docs.python.org/zh-cn/3/tutorial/modules.html

模块的概念被高级语言广泛使用。

Python的定义

一个包括Python定义和语句的文件,即XXX.py。

引入模块。

import fibo

之后就可以使用fibo中定义的函数/方法。

初始化模块

模块可以包括可执行的语句和函数。当第一次在import中被导入时，执行一次。如果文件被当成脚本运行，它们也会运行,例：

python3 xxx.py <arguments>

import语法的变体

from fibo import fib, fib2
# from fibo import *

这样可以直接使用函数名了，前面无需添加模块名字。但是不提倡用*，因为不利于代码的理解和维护，可读性变差了。

以脚本的方式执行模块

python fibo.py <arguments>

以脚本方式调用的话， __name__被赋值为"__main__"，意味着在模块末尾自动添加：

if __name__ == "__main__":
    import sys
    fib(int(sys.argv[1]))

如果以模块方式导入，上面的代码判断False。

模块如何被搜索到？

1. 当一个名为 spam 的模块被导入的时候，解释器首先寻找具有该名称的内置模块。
2. 没有，则解释器从 sys.path 变量给出的目录列表里寻找名为 spam.py 的文件。

"Compiled" Python files

为了快速的加载模块，Python缓存了每个模块被编译后的版本。放在__pycache___目录内，名称的格式：module.version.pyc。

version为python的版本号。

标准模块

Python附带了一个标准模块库。

sys模块被内部嵌套在解释器中。

变量ps1, ps2是不同的辅助提升符号，用于交互操作。

>>> import sys
>>> sys.ps1
'>>> '
>>> sys.ps2
'... '

sys.path变量是一个字符串列表， 用于确定解释器的模块搜索路径。

该变量被初始化为从环境变量 PYTHONPATH 获取的默认路径，或者如果 PYTHONPATH 未设置，则从内置默认路径初始化。

内置dir()函数

查找模块中定义的变量名，函数名，模块名等等。返回一个排序了的字符串列表a sorted list of strings.

⚠️，内置函数和内置变量名字被放在标准模块builtins内。

>>> import builtins
>>> dir(builtins)
['ArithmeticError', ...略

Packages

模块文件的集合，用于把相关的模块放到一起。

__init_.py文件证明sound文件夹是一个Python的package。

当导入这个package时，Python搜索sys.path中的目录，查找包的子目录

sound/                          Top-level package
      __init__.py               Initialize the sound package
      formats/                  Subpackage for file format conversions
              __init__.py
              wavread.py
              wavwrite.py
              aiffread.py
              aiffwrite.py
              auread.py
              auwrite.py
              ...
      effects/                  Subpackage for sound effects
              __init__.py
              echo.py
              surround.py
              reverse.py
              ...

调用方法：

#导入单个模块echo:
import sound.effects.echo  

这会加载子模块echo，使用它的方法时，必须使用全名：

sound.effects.echo.echofilter(input, output, delay=0.7, atten=4)

也可以这样：

from sound.effects import echo  

使用时无需包前缀了：

echo.echofilter(input, output, delay=0.7, atten=4)

相对导入

使用leading dots来表示当前包和父包。

from . import echo
from .. import formats
from ..filters import equalizer

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一个自定义模块

Python模块的标准文件模板：

• #!/usr/bin/env python3 # -*- coding: utf-8 -*- ' a test module ' __author__ = 'Michael Liao' import sys def test(): args = sys.argv if len(args)==1: print('Hello, world!') elif len(args)==2: print('Hello, %s!' % args[1]) else: print('Too many arguments!') if __name__=='__main__': test()

• 第1行和第2行是标准注释，第1行注释可以让这个hello.py文件直接在Unix/Linux/Mac上运行，第2行注释表示.py文件本身使用标准UTF-8编码；
• 第4行是一个字符串，表示模块的文档注释，任何模块代码的第一个字符串都被视为模块的文档注释；
• 第6行使用__author__变量把作者写进去，这样当你公开源代码后别人就可以瞻仰你的大名；

导入的sys模块中，有一个argv变量, 用list储存了命令行的所有参数。

• sys.argv[0], 储存的是在命令行输入的文件名
• sys.argv[1]及之后的是，命令行输入的参数。

运行python3 hello.py Michael获得的sys.argv就是['hello.py', 'Michael]。

最后2行代码，之前已经讲过，只有在命令行运行模块xx.py时，Python才会把__name__的值设置为"__main__"。

上面的模块可以在命令行，和交互环境都运行一下，会发现在交互环境不会打印任何字符串。

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作用域

Python没有提供完全限制访问private函数/变量的方法。

所以，编程习惯约定，使用_xxx, __xxx，这样的格式代表这是一个private方法/变量。它不应该被直接使用。

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安装第三方模块

通过包管理工具pip完成。

如果你正在使用Mac或Linux，安装pip本身这个步骤就可以跳过了。

如果你正在使用Windows，请参考安装Python一节的内容，确保安装时勾选了pip和Add python.exe to Path。

在命令提示符窗口下尝试运行pip，如果Windows提示未找到命令，可以重新运行安装程序添加pip。

注意：Mac或Linux上有可能并存Python 3.x和Python 2.x，因此对应的pip命令是pip3

pip install Pillow  #就安装了Pillow模块了。

安装常用模块

用pip一个一个安装费时费力，还需要考虑兼容性。我们推荐直接使用Anaconda，这是一个基于Python的数据处理和科学计算平台，它已经内置了许多非常有用的第三方库，我们装上Anaconda，就相当于把数十个第三方模块自动安装好了，非常简单易用。

以从Anaconda官网下载GUI安装包，安装包有500~600M，所以需要耐心等待下载。网速慢的同学请移步国内镜像。下载后直接安装，Anaconda会把系统Path中的python指向自己自带的Python，并且，Anaconda安装的第三方模块会安装在Anaconda自己的路径下，不影响系统已安装的Python目录。

模块搜索路径

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：

>>> import sys
>>> sys.path

如果我们要添加自己的搜索目录，有两种方法：

1. 临时修改

   >>> import sys
   >>> sys.path.append('/Users/michael/my_py_scripts')

2.设置环境变量PYTHONPATH，该环境变量的内容会被自动添加到模块搜索路径中。设置方式与设置Path环境变量类似。注意只需要添加你自己的搜索路径，Python自己本身的搜索路径不受影响。