python高级-模块(14)

一、python中的模块

有过C语言编程经验的朋友都知道在C语言中如果要引用sqrt函数，必须用语句#include <math.h>引入math.h这个头文件，否则是无法正常进行调用的。

那么在Python中，如果要引用一些其他的函数，该怎么处理呢？

在Python中有一个概念叫做模块（module），这个和C语言中的头文件以及Java中的包很类似，比如在Python中要调用sqrt函数，必须用import关键字引入math这个模块，下面就来了解一下Python中的模块。

说的通俗点：模块就好比是工具包，要想使用这个工具包中的工具(就好比函数)，就需要导入这个模块

模块的概念：

• 每一个以扩展名py结尾的python源代码文件都是一个模块
• 模块名同样也是一个标识符，需要符合标识符的命名规范
• 在模块中定义的全局变量、函数、类都是提供给外界直接使用的工具
• 模块就好比工具包，要想使用这个工具包中的工具，就需要先导入这个模块

二、import

在Python中用关键字import来引入某个模块，比如要引用模块math，就可以在文件最开始的地方用import math来引入。

import导入

import 模块名1，模块名2 #不推荐

说明：在导入模块时，每个导入应该独占一行（推荐）

import 模块1
import 模块2

导入之后

通过模块名使用模块提供的工具---全局变量、函数、类

只用as指定模块的别名

如果模块的名字太长，可以使用as指定模块的别名，以方便在代码中的使用

import 模块名1 as 模块别名

注意：模块别名应该符合托峰值命名规范

为什么要加上模块名呢？

因为可能存在这样一种情况：在多个模块中含有相同名称的函数，此时如果只是通过函数名来调用，解释器无法知道到底要调用哪个函数。所以如果像上述这样引入模块的时候，调用函数必须加上模块名

三、from … import

from...import导入

• 如果想从某一模块中导入部分工具，就可以使用from...import的方式
• import模块名是一次性把模块中所有的工具全部导入，并且通过模块名/别名访问

#从模块中导入某一个工具
from 模块名 import 工具名#可以通过as为工具指定别名

导入之后

• 不需要通过模块名. 的方式使用模块提供的工具
• 可以直接使用模块提供的工具  --- 全局变量、函数、类

注意：

• 如果两个模块，存在同名的函数，name后导入模块的函数会覆盖先导入的函数
• 开发时import代码应该统一写在代码的顶部，更容易及时发现冲突
• 一定大仙冲突，可以使用as关键字，给其中一个工具起一个别名

from...import *

#从模块中导入所有工具
from 模块名 import *

注意：

这种法师不推荐使用，因为函数重名并没有任何的提示，出现问题不好排查

案例：

demo.py(自定义的模块)

#全局变量
title = "模块1"

#函数
def say_hello():
    print("我是%s"%title)

#类
class Dog(object):
    pass

#类
class Cat(object):
    pass

test.py中使用demo.py模块

#导入模块中的所有工具，同时为模块指定别名为myTest
import demo as myTest
#导入模块中所有工具，不推荐，工具同名不好排查
#from...import *
#from...import导入模块中的部分工具（Dog类）
from demo import Dog
#为导入工具Cat类指定别名Test_Cat，防止与其他模块中工具重名
from demo import Cat as Test_Cat

myTest.say_hello()
dog=Dog()
cat=Test_Cat()

四、python模块导入的搜索路径

• 程序的主目录
• PTYHONPATH目录（如果已经进行了设置）
• 标准连接库目录（一般在/usr/local/lib/python2.X/）
• 任何的.pth文件的内容（如果存在的话）.新功能，允许用户把有效果的目录添加到模块搜索路径中去 .pth后缀的文本文件中一行一行的地列出目录。
• 这四个组建组合起来就变成了sys.path了，
• 当python import模块的时候，就通过sys.path里面的目录列表下面去查找。
• sys.path是python的搜索模块的路径集，是一个list。
• 查看sys.path方法：

import sys
print(sys.path)

['C:\\Users\\Se7eN_HOU\\Desktop\\Tools\\sublimetext3\\Sublime Text Build 3176 x86', 
'C:\\Program Files\\Python37\\python37.zip', 
'C:\\Program Files\\Python37\\DLLs', 
'C:\\Program Files\\Python37\\lib', 
'C:\\Program Files\\Python37', 
'C:\\Users\\Se7eN_HOU\\AppData\\Roaming\\Python\\Python37\\site-packages', 
'C:\\Program Files\\Python37\\lib\\site-packages']

程序执行时导入模块路径

import sys
#因为sys.path是一个列表，所以可以在后面追加一个自定的模块路径
sys.path.append("/home/Se7eN_HOU")
#通过insert可以将路径插到前面
sys.path.insert(0,"Home/Se7eN")
print(sys.path)

运行结果为：

['Home/Se7eN', 
'C:\\Users\\Se7eN_HOU\\Desktop\\Tools\\sublimetext3\\Sublime Text Build 3176 x86', 
'C:\\Program Files\\Python37\\python37.zip', 'C:\\Program Files\\Python37\\DLLs', 
'C:\\Program Files\\Python37\\lib', 'C:\\Program Files\\Python37', 
'C:\\Users\\Se7eN_HOU\\AppData\\Roaming\\Python\\Python37\\site-packages', 
'C:\\Program Files\\Python37\\lib\\site-packages', 
'/home/Se7eN_HOU']

五、模块制作

1、定义自己的模块

在Python中，每个Python文件都可以作为一个模块，模块的名字就是文件的名字。

比如有这样一个文件test.py，在test.py中定义了函数add

def  add(a,b):
    return a+b

2、调用自己的模块

那么在demo.py文件中就可以先import test，然后通过test.add(a,b)来调用了，当然也可以通过from test import add来引入

import test
result = test.add(1,2)
print(result)

运行结果为：3

3、测试模块

在实际开中，当一个开发人员编写完一个模块后，为了让模块能够在项目中达到想要的效果，这个开发人员会自行在py文件中添加一些测试信息，例如：test.py文件

def add(a,b):
    return a+b

#用来测试
ret = add(11,22)
print("in test.py 测试11+22 = %d"%ret)

如果此时，在demo.py文件中引入了此文件的话，想想看，测试的那段代码是否也会执行呢！

import test
result = test.add(1,2)
print(result)

运行结果为：

in test.py 测试11+22 = 33
3

至此，可发现test.py中的测试代码，应该是单独执行test.py文件时才应该执行的，不应该是其他的文件中引用而执行。为了解决这个问题，python在执行一个文件时有个变量__name__

test.py文件中：

def add(a,b):
    return a+b

#用来测试
#ret = add(11,22)
#print("in test.py 测试11+22 = %d"%ret)
print("in test.py,__name__ is %s"%__name__)

运行结果为：

in test.py,__name__ is __main__

在demo.py文件中导入test.py模块运行为

import test
result = test.add(1,2)
print(result)

运行结果为：

in test.py,__name__ is test
3

可以根据__name__变量的结果能够判断出，是直接执行的python脚本还是被引入执行的，从而能够有选择性的执行测试代码

test.py模块中代码改为：

def add(a,b):
    return a+b

if __name__ == "__main__":
    ret = add(11,22)
    print("in test.py 测试11+22 = %d"%ret)

在test.py中运行结果为：

in test.py 测试11+22 = 33

在demo.py中导入test.py模块

import test
result = test.add(1,2)
print(result)

运行结果为：3

这样我们在开中测试的代码，就不会在其他模块中出现了。

六、模块中的_ _all_ _

1、没有_ _all_ _

test.py模块

class Test(object):
    def test(self):
        print("---Test类中的test方法---")

def test1():
    print("---test1方法---")

def test2():
    print("---test2方法---")

在demo.py中导入test.py模块

from test import *
a = Test()
a.test()
test1()
test2() 

运行结果为：

---Test类中的test方法---
---test1方法---
---test2方法---

2、模块中有_ _all_ _

test.py模块

__all__ = ["Test","test1"]
class Test(object):
    def test(self):
        print("---Test类中的test方法---")

def test1():
    print("---test1方法---")

def test2():
    print("---test2方法---")

demo.py模块

from test import *
a = Test()
a.test()
test1()
test2() 

运行结果为：

---Test类中的test方法---Traceback (most recent call last):

---test1方法---
  File "C:\Users\Se7eN_HOU\Desktop\Tools\sublimetext3\Sublime Text Build 3176 x86\demo.py", line 5, in <module>
    test2()
NameError: name 'test2' is not defined

如果一个文件中有__all__变量，那么也就意味着只有这个变量中的元素，才会被from xxx import *时导入

七、系统sys模块介绍

sys是python自带模块，常用的函数有：

• sys.argv: 实现从程序外部向程序传递参数。

• sys.exit([arg]): 程序中间的退出，arg=0为正常退出。

• sys.getdefaultencoding(): 获取系统当前编码，一般默认为ascii。

• sys.setdefaultencoding(): 设置系统默认编码，执行dir（sys）时不会看到这个方法，在解释器中执行不通过，可以先执行reload(sys)，在执行 setdefaultencoding('utf8')，此时将系统默认编码设置为utf8。（见设置系统默认编码 ）

• sys.getfilesystemencoding(): 获取文件系统使用编码方式，Windows下返回'mbcs'，mac下返回'utf-8'.

• sys.path: 获取指定模块搜索路径的字符串集合，可以将写好的模块放在得到的某个路径下，就可以在程序中import时正确找到。

• sys.platform: 获取当前系统平台。

1、sys.argv[]

sys.argv[]说白了就是一个从程序外部获取参数的桥梁，这个“外部”很关键。因为我们从外部取得的参数可以是多个，所以获得的是一个列表（list)，也就是说sys.argv其实可以看作是一个列表，所以才能用[]提取其中的元素。其第一个元素是程序本身，随后才依次是外部给予的参数。

下面我们通过一个极简单的test.py程序的运行结果来说明它的用法。

1 #test.py
2
3 import sys
4 a=sys.argv[0]
5 print(a)

将test.py保存在c盘的根目录下。

在程序中找到 ‘运行’->点击->输入"cmd"->回车键   进入控制台命令窗口（如下图），先输入cd c:\   (作用是将命令路径改到c盘根目录)，然后输入test.py运行我们刚刚写的程序：

得到的结果是C:\test.py，这就是0指代码（即此.py程序）本身的意思。

然后我们将代码中0改为1 :

a=sys.argv[1]

保存后，再从控制台窗口运行，这次我们加上一个参数，输入：test.py what

 #test.py
 import sys
3
4 a=sys.argv[1]
 print(a)

运行结果是：

得到的结果就是我们输入的参数what，看到这里你是不是开始明白了呢。

那我们再把代码修改一下：

a=sys.argv[2：]

保存后，再从控制台窗台运行程序，这次多加几个参数，以空格隔开:

test.py a b c d e f

得到的结果为[‘b’, ’c’, ’d’, ’e’, ’f’]

应该大彻大悟了吧。Sys.argv[ ]其实就是一个列表，里边的项为用户输入的参数，关键就是要明白这参数是从程序外部输入的，而非代码本身的什么地方，要想看到它的效果就应该将程序保存了，从外部来运行程序并给出参数。

2、sys.path已经在上面讲过了

3、sys.exit()

程序中间的退出, arg=0为正常退出
一般情况下执行到主程序末尾，解释器自动退出，但是如果需要中途退出程序，可以调用sys.exit函数，带有一个可选的整数参数返回给调用它的程序，表示你可以在主程序中捕获对sys.exit的调用。（0是正常退出，其他为异常）当然也可以用字符串参数，表示错误不成功的报错信息。

import sys

def exitfunc(value):
    print (value)
    sys.exit(0)

print("hello")

try:
    sys.exit(90)
except SystemExit as value:
    exitfunc(value)   

print("come?")

运行结果：

hello
90

程序首先打印hello，在执行exit(90)，抛异常把90传给values，values在传进函数中执行，打印90程序退出。后面的”come?”因为已经退出所以不会被打印. 而此时如果把exitfunc函数里面的sys.exit(0)去掉,那么程序会继续执行到输出”come?”。

 4、sys.modules 

sys.modules是一个全局字典，该字典是python启动后就加载在内存中。每当程序员导入新的模块，sys.modules将自动记录该模块。当第二次再导入该模块时，python会直接到字典中查找，从而加快了程序运行的速度。它拥有字典所拥有的一切方法.

import sys

print(sys.modules.keys())
print("**************************************************************************")
print(sys.modules.values())
print("**************************************************************************")
print(sys.modules["os"])

运行结果为：

dict_keys(['sys', 'builtins', '_frozen_importlib', '_imp', '_thread', '_warnings', '_weakref', 'zipimport', '_frozen_importlib_external', '_io', 'marshal', 'nt', 'winreg', 'encodings', 'codecs', '_codecs', 'encodings.aliases', 'encodings.utf_8', '_signal', '__main__', 'encodings.latin_1', 'io', 'abc', '_abc', 'site', 'os', 'stat', '_stat', 'ntpath', 'genericpath', 'os.path', '_collections_abc', '_sitebuiltins'])
**************************************************************************
dict_values([<module 'sys' (built-in)>, <module 'builtins' (built-in)>, <module '_frozen_importlib' (frozen)>, <module '_imp' (built-in)>, <module '_thread' (built-in)>, <module '_warnings' (built-in)>, <module '_weakref' (built-in)>, <module 'zipimport' (built-in)>, <module '_frozen_importlib_external' (frozen)>, <module 'io' (built-in)>, <module 'marshal' (built-in)>, <module 'nt' (built-in)>, <module 'winreg' (built-in)>, <module 'encodings' from 'C:\\Program Files\\Python37\\lib\\encodings\\__init__.py'>, <module 'codecs' from 'C:\\Program Files\\Python37\\lib\\codecs.py'>, <module '_codecs' (built-in)>, <module 'encodings.aliases' from 'C:\\Program Files\\Python37\\lib\\encodings\\aliases.py'>, <module 'encodings.utf_8' from 'C:\\Program Files\\Python37\\lib\\encodings\\utf_8.py'>, <module '_signal' (built-in)>, <module '__main__' from 'C:\\Users\\Se7eN_HOU\\Desktop\\demo.py'>, <module 'encodings.latin_1' from 'C:\\Program Files\\Python37\\lib\\encodings\\latin_1.py'>, <module 'io' from 'C:\\Program Files\\Python37\\lib\\io.py'>, <module 'abc' from 'C:\\Program Files\\Python37\\lib\\abc.py'>, <module '_abc' (built-in)>, <module 'site' from 'C:\\Program Files\\Python37\\lib\\site.py'>, <module 'os' from 'C:\\Program Files\\Python37\\lib\\os.py'>, <module 'stat' from 'C:\\Program Files\\Python37\\lib\\stat.py'>, <module '_stat' (built-in)>, <module 'ntpath' from 'C:\\Program Files\\Python37\\lib\\ntpath.py'>, <module 'genericpath' from 'C:\\Program Files\\Python37\\lib\\genericpath.py'>, <module 'ntpath' from 'C:\\Program Files\\Python37\\lib\\ntpath.py'>, <module '_collections_abc' from 'C:\\Program Files\\Python37\\lib\\_collections_abc.py'>, <module '_sitebuiltins' from 'C:\\Program Files\\Python37\\lib\\_sitebuiltins.py'>])
**************************************************************************
<module 'os' from 'C:\\Program Files\\Python37\\lib\\os.py'>

5、sys.stdin, sys.stdout, sys.stderr 

stdin,stdout,stderr在Python中都是文件属性对象, 他们在python启动时自动与shell环境中的标准输入, 输出, 出错相关. 而python程序在shell中的I/O重定向是有shell来提供的,与python本身没有关系.python程序内部将stdin, stdout, stderr读写操作重定向到一个内部对象.

#import sys
print("Hi, %s!' %input('Please enter your name: "))
#运行结果:Please enter your name: er
#Hi, er!

#等同于:
import sys
print('Please enter your name:')
name=sys.stdin.readline()[:-1]
print('Hi, %s!' %name)

#标准输出
print('Hello World!\n')
#等同于:
import sys
sys.stdout.write('Hello world!\n')