Python學習筆記（十六）：關于模塊和加載模塊

一.匯入模塊

模塊(Modules)

模塊就是Python程式，任何Python程式都可以作為模塊

代碼的可重用性，只要編程程序中需要用到該模塊中的某個功能（由變數、函式、類實作），直接在程式中匯入該模塊即可使用該功能

封裝特性的結構：

諸多容器，串列、元組、字串、字典等都是對資料的封裝
函式是對 Python 代碼的封裝
類是對方法和屬性的封裝，是對函式和資料的封裝

模塊，可以理解是對代碼更高級的封裝，把能夠實作某一特定功能的代碼撰寫在同一個.py 檔案中，并將其作為一個獨立的模塊，還能有效避免函式名和變數名發生沖突

當程式重復匯入同一個模塊時，Python 只會匯入一次

import

import 模塊名1 [as 別名1], 模塊名2 [as 別名2]，…

會匯入指定模塊中的所有成員（包括變數、函式、類等），需要使用模塊中的成員時，需用該模塊名（別名）作為前綴，否則解釋器會報錯

[] 部分，可以使用，也可以省略

sys模塊下的argv變數用于獲取運行程式的命令列引數，argv[0]用于獲取當前 程式的存盤路徑

import sys   #匯入sys整個模塊
print(sys.argv[0]) # 用sys模塊內的成員時，必須添加模塊名作為前綴
C:/Users/Administrator/Desktop/2021-1-14/模塊.py

匯入整個模塊時，可以為模塊指定別名

import sys as s # 匯入sys整個模塊，指定別名為s
print(s.argv[0]) # 使用sys模塊別名s作為前綴來訪問模塊中的成員
C:/Users/Administrator/Desktop/2021-1-14/模塊.py

可以一次匯入多個模塊，多個模塊之間用逗號隔開

import sys,os # 匯入sys、os兩個模塊
print(sys.argv[0]) # 使用模塊名作為前綴來訪問模塊中的成員
print(os.sep) # os模塊的sep變數代表平臺上的路徑分隔符
C:/Users/Administrator/Desktop/2021-1-14/模塊.py
\

匯入多個模塊時，也可以為模塊指定別名

import sys as s,os as o # 匯入模塊，并分別為模塊指定別名
print(s.argv[0]) # 使用模塊別名作為前綴來訪問模塊中的成員
print(o.sep)
C:/Users/Administrator/Desktop/2021-1-14/模塊.py
\

from…import

from 模塊名 import 成員名1 [as 別名1]，成員名2 [as 別名2]，…

只會匯入模塊中指定的成員，而不是全部成員，當程式中使用該成員時，無需加任何前綴，直接使用成員名（或別名）

[] 部分，可以使用，也可以省略

用from...import來匯入指定成員

from sys import argv # 匯入sys模塊的argv成員
print(argv[0]) # 直接使用成員名訪問
C:/Users/Administrator/Desktop/2021-1-14/模塊.py

匯入sys模塊中的 argv 成員，可在程式中直接使用 argv 成員，無須使用任何前綴

匯入模塊成員時，為成員指定別名

from sys import argv as v # 匯入sys模塊的argv成員，為其指定別名v
print(v[0]) # 直接使用成員的別名訪問
C:/Users/Administrator/Desktop/2021-1-14/模塊.py

form...import 匯入模塊成員時，可一次匯入多個成員

from sys import argv, winver # 匯入sys模塊的argv,winver成員
print(argv[0]) # 直接使用成員名訪問
print(winver)
C:/Users/Administrator/Desktop/2021-1-14/模塊.py
3.4

sys模塊的winver成員記錄了該 Python 的版本號

一次匯入多個模塊成員時，可使用 as 關鍵字為成員指定別名

from sys import argv as v, winver as wv # 匯入sys模塊的成員，并為其指定別名
print(v[0]) # 直接使用成員的別名訪問
print(wv)
C:/Users/Administrator/Desktop/2021-1-14/模塊.py
3.4

不推薦使用 from 模塊 import * 匯入模塊所有成員

匯入指定模塊內的所有成員存在潛在的風險,可能會出現同名成員

可通過別名來區分兩個模塊中的同名成員

__import __()

模塊是代碼檔案，要求其檔案名要符合作業系統的命名規則，如果模塊名中出現空格或數字開頭，無法使用 import 引入

如果模塊中包含空格或以數字開頭，需要使用__import__() 內置函式引入模塊

__import__("demo text")

__import__("1demo")

使用import()函式要以字串的方式將模塊名引入，否則會報SyntaxError錯誤

二.自定義模塊

定義簡單的模塊（撰寫在 demo.py 檔案中）

name = "youchanwill"
add = "you.com"
print(name,add)
def say():
    print("自定義模塊")
class test:
    def __init__(self,name,add):
        self.name = name
        self.add = add
    def say(self):
        print(self.name,self.add)

為了檢驗模板中代碼的正確性，需要為其設計一段測驗代碼

say()
test1 = test("you","you.net")
test1.say()

在同一檔案夾下新建一個test.py檔案，使用 import 陳述句匯入 demo.py

import demo  #用import 陳述句匯入時，只需要使用該模板檔案的名稱
youchanwill you.com
自定義模塊   #測驗代碼也被執行
you you.net 

其它程式以引入的方式執行模板檔案，測驗代碼不應該被執行，可用__name__ 變數做修改

當直接運行一個模塊時，__name__變數的值為__main__，而模塊被匯入其他程式中并運行該程式時，處于模塊中的__name__變數的值就變成了模塊名

可在呼叫測驗函式時增加判斷，當 __name__ =='__main__' 時才呼叫測驗函式

修改 demo.py 模板檔案中的測驗代碼：

if __name__ == '__main__':
    say()
	test1 = test("you","you.net")
	test1.say()

修改后運行 test.py 檔案時

import demo
youchanwill you.com

執行的是模板檔案中的輸出陳述句，測驗代碼并未執行

說明檔案

自定義模塊添加說明檔案，和函式或類的添加方法相同，在模塊開頭的位置定義一個字串

可以通過模板的 __doc__ 屬性，來訪問模板的說明檔案

import demo
print(demo.__doc__)
youchanwill you.com

這是說明檔案

三.加載模塊

環境變數

根據PYTHONPATH環境變數的值來確定到哪里去加載模塊

PYTHONPATH環境變數的值是多個路徑的集合，會依次搜索PYTHONPATH 環境變數所指定的多個路徑，從中找到程式想要加載的模塊

在 Windows 平臺上設定環境變數

右擊桌面上的“計算機”圖示，單擊“屬性”選單項，系統顯示“控制面板\所有控制面板項\系統”視窗，單擊該視窗左邊欄中的“高級系統設定”鏈接，出現“系統屬性”對話框

單擊“高級” Tab 頁中的“環境變數”，對于當前用戶而言，設定用戶變數和系統變數的效果大致相同，系統變數的路徑排在用戶變數的路徑之前

在“變數名”內輸入 PYTHONPATH，表明將要建立 的環境變數；在“變數值”內輸入 .;d:\python_ module，就是該環境變數的值，該值包含兩條路徑

第一條路徑為一個點（.），代表當前路徑，表明當運行 Python 程式時，總能從當前路徑加載模塊

第二條路徑為 d:\python_ module，表明當運行 Python 程式時，總能從 d:\python_ module 加載模塊

成功設定了環境變數后，只要把定義的模塊放在與當前運行程式相同的路徑（或d:\python_ module 路徑），該模塊就能被成功加載

在 Linux 上設定環境變數

啟動 Linux 的命令列界面，在 home 路徑下輸入：

ls - a

Linux 平臺的環境變數通過 .bash_profile 檔案設定，在該檔案中添加 PYTHONPATH 環境變數

PYTHONPATH=.:/home/you/python_module #you是系統的登錄名

Linux 多個路徑之間以冒號（:）作為分隔符
完成變數值的設定后，在 .bash_profile 檔案的最后添加匯出 PYTHONPATH 變數的陳述句

export PYTHONPATH

運行該檔案，使在檔案中設定的 PYTHONPATH 變數值生效

可選擇重新登錄Linux 平臺，或輸入source .bash_profile

成功設定了環境變數后，只要把定義的模塊放在與當前運行程式相同的路徑（或/home/yeeku/python_module 路徑），該模塊就能被成功加載

默認的模塊加載路徑

安裝通用性模塊，這種模塊應該直接安裝在 Python 內部，可借助Python默認的模塊加載路徑

通常情況下，應將Python的擴展模塊添加在 lib\site-packages 路徑下，專門用于存放擴展模塊和包

將之前的demo.py檔案復制在 lib\site-packages 路徑下

'''
這是說明檔案
'''
name = "youchanwill"
add = "you.com"
print(name,add)
def say():
    print("自定義模塊")
class test:
    def __init__(self,name,add):
        self.name = name
        self.add = add
    def say(self):
        print(self.name,self.add)
if __name__ == '__main__':
    say()
    test1 = test("you","you.net")
    test1.say()

可直接在Python互動式解釋器中測驗該模塊

>>> import demo
youchanwill you.com
>>> print(demo.__doc__)

這是說明檔案

>>> 
第一行代碼用于匯入demo模塊；第二行代碼用于查看demo模塊的檔案，輸出該模塊開始定義的檔案內容

匯入模塊的本質

import demo 匯入模塊的本質是將 demo.py 中的全部代碼加載到記憶體并執行
將整個模塊內容賦值給與模塊同名的變數，該變數的型別是 module，在該模塊中定義的所有程式單元都相當于該 module 物件的成員

from demo import name 匯入模塊中成員的本質是將 demo.py 中的全部代碼加載到記憶體并執行
只匯入指定變數、函式等成員單元，不會將整個模塊匯入

在匯入模塊后，在模塊檔案所在目錄下看到一個名為“__pycache__”的檔案夾
Python 為每個模塊都生成一個 *.cpython-36.pyc 檔案，該檔案是為模塊編譯生成的位元組碼，用于提升該模塊的運行效率

四.__all__變數

向檔案匯入某個模塊時，匯入的是該模塊中那些名稱不以下劃線（單下劃線、雙下劃線）開頭的變數、函式和類

如果不想模塊檔案中的某個成員被引入到其它檔案中使用，可以在其名稱前添加下劃線

新建demo.py檔案

def test1():
    print("you")
def test2():
    print("chan")
def test3():
    print("will")
    
在新建的test.py檔案中匯入

from demo import *
test1()
test2()
test3()
you
chan
will

如果 demo.py 模塊中的 test1() 函式不想讓其它檔案引入，只需將其名稱改為 _test1() 或者 __test1()

def _test1():
    print("you")

NameError: name 'test1' is not defined

__all__ 變數，該變數的值是一個串列，存盤的是當前模塊中一些成員（變數、函式或者類）的名稱

通過在模塊檔案中設定 __all__ 變數，當其它檔案以“from 模塊名 import *”的形式匯入該模塊時，該檔案中只能使用 __all__ 串列中指定的成員

只有以“from 模塊名 import *”形式匯入的模塊，當該模塊設有 __all__ 變數時，只能匯入該變數指定的成員，未指定的成員無法匯入

def test1():
    print("you")
def test2():
    print("chan")
def test3():
    print("will")
__all__ = ["test1","test2"]

from demo import *
test1()
test2()
test3()
you
chan
NameError: name 'test3' is not defined

__all__ 變數僅限于在其它檔案中以“from 模塊名 import *”的方式引入

import 模塊名 的形式匯入模塊，可以通過模塊名前綴（別名）來呼叫模塊內的所有成員（除了以下劃線開頭命名的成員）,__all__變數的設定無效

from 模塊名 import 成員 匯入指定成員,__all__變數的設定無用