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Python回顾与整理10：模块

發(fā)布時(shí)間：2025/4/16 python 25 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 Python回顾与整理10：模块小編覺得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.

? ? ? ? 模塊是用來組織Python代碼方法的方法，而包則是用來組織模塊的，充分利用好包和模塊將有利于開發(fā)出結(jié)構(gòu)清晰的大型程序。

1.什么是模塊

????????所謂模塊，其實(shí)就是一個(gè)包含了特定功能代碼的.py文件，在這個(gè).py文件中，主要有如下的代碼類型：

包含數(shù)據(jù)成員和方法的類
一組相關(guān)但彼此獨(dú)立的操作函數(shù)
全局變量

????????使用import語句就可以導(dǎo)入一個(gè)模塊中的相關(guān)屬性。

2.模塊和文件

????????模塊是按照邏輯上來組織Python代碼的方法，而體現(xiàn)在物理層面上，它就是一個(gè)文件，因此，一個(gè)文件被看作是一個(gè)獨(dú)立模塊，一個(gè)模塊也可以被看作是一個(gè)文件。模塊的文件名就是模塊的名字加上擴(kuò)展名.py。

????????與其他可以導(dǎo)入類的語言不同，在Python中導(dǎo)入的是模塊或模塊屬性。

（1）模塊名稱空間

????????名稱空間是Python非常重要的一個(gè)概念，所謂名稱空間，其實(shí)指的是一個(gè)名稱到對(duì)象的關(guān)系映射集合?？梢砸?yàn)槊總€(gè)模塊都定義了它自己的唯一的名稱空間，所以不同模塊間不會(huì)出現(xiàn)名稱交叉現(xiàn)象，通過句點(diǎn)屬性的訪問方式，即使兩個(gè)模塊里有相同名稱的變量，由于模塊名稱的不同，也不會(huì)發(fā)生名稱沖突。

（2）搜索路徑和路徑搜索

????????模塊的導(dǎo)入（使用import語句）需要一個(gè)叫做“路徑搜索”的過程，即在文件系統(tǒng)“預(yù)定義區(qū)域”中查找要導(dǎo)入的模塊文件，而這些預(yù)定義區(qū)域其實(shí)是Python搜索路徑的集合，這里需要注意下面兩個(gè)概念：

路徑搜索：指查找某個(gè)文件的操作，是動(dòng)詞
搜索路徑：需要查找的一組目錄，是名詞

????????如果模塊名稱不在搜索路徑中，就會(huì)觸發(fā)ImportError異常：

   >>>?import?mymodules  Traceback?(most?recent?call?last):  ??File?"<stdin>",?line?1,?in?<module>  ImportError:?No?module?named?mymodules  

????????而默認(rèn)搜索路徑是在編譯或安裝時(shí)指定的，可以在兩個(gè)地方修改：

設(shè)置環(huán)境變量PYTHONPATH
在sys.path中添加搜索路徑

????????啟動(dòng)Python解釋器后，搜索路徑會(huì)被保存在sys模塊的sys.path變量中：

   >>>?import?sys  >>>?sys.path  ['',?'/usr/local/lib/python2.7/dist-packages/pip-8.0.2-py2.7.egg',?'/usr/local/lib/python2.7/dist-packages/setuptools-3.3-py2.7.egg',?'/usr/lib/python2.7',?'/usr/lib/python2.7/plat-x86_64-linux-gnu',?'/usr/lib/python2.7/lib-tk',?'/usr/lib/python2.7/lib-old',?'/usr/lib/python2.7/lib-dynload',?'/usr/local/lib/python2.7/dist-packages',?'/usr/lib/python2.7/dist-packages',?'/usr/lib/python2.7/dist-packages/PILcompat',?'/usr/lib/python2.7/dist-packages/gtk-2.0',?'/usr/lib/python2.7/dist-packages/ubuntu-sso-client']   

????????返回的是一個(gè)列表，第一個(gè)元素表示的是當(dāng)前目錄?？梢酝ㄟ^向這個(gè)列表添加元素（使用append或insert）來增加搜索路徑：

   >>>?import?my  Traceback?(most?recent?call?last):  ??File?"<stdin>",?line?1,?in?<module>  ImportError:?No?module?named?my  >>>?sys.path.append('/home/xpleaf/test')   >>>?import?my   

????????如果有多個(gè)相同的模塊名稱，Python解釋器會(huì)使用沿著搜索路徑順序找到的第一個(gè)模塊。

????????另外使用sys.modules可以找到當(dāng)前導(dǎo)入了哪些模塊和它們來自什么地方，如下：

1 2	>>>?sys.modules {'copy_reg':?<module?'copy_reg'?from?'/usr/lib/python2.7/copy_reg.pyc'>,?'sre_compile':?<module?'sre_compile'?from?'/usr/lib/python2.7/sre_compile.pyc'>,...}

????????可以看到，與sys.path不同，sys.modules返回的是一個(gè)字典，其中key為模塊的名稱，鍵值為模塊的路徑。

3.名稱空間

????????名稱空間是名稱（標(biāo)識(shí)符）到對(duì)象的映射，向名稱空間添加名稱的操作過程涉及綁定標(biāo)識(shí)符到指定對(duì)象的操作，同時(shí)會(huì)給該對(duì)象的引用計(jì)數(shù)加1。主要有以下幾種名稱空間：

內(nèi)建名稱空間：由__builtins__模塊中的名字構(gòu)成，Python解釋器啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)加載
全局名稱空間：加載完內(nèi)建名稱空間后加載
局部名稱空間：執(zhí)行一個(gè)函數(shù)時(shí)會(huì)產(chǎn)生該名稱空間，函數(shù)執(zhí)行結(jié)束后就會(huì)釋放

????????其中，關(guān)于__builtins__模塊和__builtin__模塊的區(qū)別，可以查看這篇博文：《Python中__builtin__和__builtins__的深入探討》

????????

（1）名稱空間與變量作用域比較

????????名稱空間是純粹意義上的名字和對(duì)象的映射關(guān)系，而作用域指出了從用戶代碼的哪些物理位置可以訪問到這些名字。其關(guān)系如下：

????????顯然就很清晰了。

（2）名稱查找、確定作用域、覆蓋

????????訪問一個(gè)屬性時(shí)，解釋器必須要在三個(gè)名稱空間中的一個(gè)找到它，首先是局部名稱空間，如果沒有找到，則查找全局名稱空間，如果還是查找失敗，就查找內(nèi)建名稱空間，最后還是失敗了，就會(huì)引發(fā)NameError異常。

????????顯然上面的名稱查找過程充分地體現(xiàn)了作用域覆蓋的特性。

（3）無限制的名稱空間

????????可函數(shù)中，可以通過func.attribute給函數(shù)添加屬性屬性，從而創(chuàng)建了另外一個(gè)名稱空間，而在面向?qū)ο缶幊讨?#xff0c;也可以通過類似的方式給一個(gè)實(shí)例，一個(gè)實(shí)例就是一個(gè)名稱空間：

   >>>?foo?=?test()   >>>?foo.name?=?'xpleaf'   >>>?foo.loving?=?'cl'  >>>? >>>?foo.name 'xpleaf' >>>?foo.loving 'cl' >>>?foo.__dict__  {'name':?'xpleaf',?'loving':?'cl'}   

4.導(dǎo)入模塊

（1）import語句

????????使用import語句可以導(dǎo)入模塊，建議以這樣的順序?qū)肽K：

Python標(biāo)準(zhǔn)庫模塊
Python第三方模塊
應(yīng)用程序自定義模塊

????????解釋器執(zhí)行import語句時(shí)，如果在搜索路徑中找到該模塊，就會(huì)進(jìn)行加載，該過程遵循下面的原則：

如果在一個(gè)模塊的頂層導(dǎo)入，它的作用域是全局的
如果在函數(shù)中導(dǎo)入一個(gè)模塊，它的作用域是局部的
如果模塊是被第一次導(dǎo)入，它將加載并執(zhí)行

????????對(duì)于最后一點(diǎn)，可以驗(yàn)證如下：

   >>>?import?test  Hello  >>>?import?test   

????????test模塊中只有一個(gè)print語句，可以看到后面再次導(dǎo)入時(shí)并不執(zhí)行該print語句。

（2）from-import語句

????????可以使用from-import語句導(dǎo)入指定的模塊屬性，即把指定名稱導(dǎo)入到當(dāng)前作用域（全局名稱空間或局部名稱空間，取決于導(dǎo)入的位置）中，語法如下：

1	from?module?import?name1[,?name2[,?...nameN]]

????????當(dāng)然，可以多行導(dǎo)入：

1 2	from?flask?import?render_template,?redirect,?flash,?\ ????url_for,?request,?current_app,?jsonify

????????也可以使用from-import-as：

1	from?datetime?import?datetime?as?showtime

5.導(dǎo)入模塊的特性

????????當(dāng)模塊被導(dǎo)入時(shí)，會(huì)有如下的特性：

載入時(shí)執(zhí)行模塊

????????加載模塊會(huì)導(dǎo)致這個(gè)模塊被“執(zhí)行”，也就是被導(dǎo)入模塊的頂層代碼將直接被執(zhí)行，這通常包括全局變量以及類和函數(shù)的聲明，如果有檢查__name__的操作，那么它也會(huì)被執(zhí)行。

????????當(dāng)然，應(yīng)該把盡可能多的代碼封裝到函數(shù)，只把函數(shù)和模塊定義放入模塊的頂層是良好的模塊編程習(xí)慣。

導(dǎo)入（import）和加載（load）

????????一個(gè)模塊只被加載（執(zhí)行）一次，無論它被導(dǎo)入多少次。前面已經(jīng)有相應(yīng)的例子。

導(dǎo)入到當(dāng)前名稱空間

????????即把模塊的名稱空間導(dǎo)入到當(dāng)前作用域（全局名稱空間或局部名稱空間，取決于導(dǎo)入的位置），這樣的話，如果當(dāng)前作用域擁有相同名稱的變量，就會(huì)被覆蓋。

關(guān)于__future__

????????可以通過下面的導(dǎo)入語句使用Python的一些新特性：

1	from?__future__?import?new_feature

警告框架

????????需要使用到時(shí)再查看相關(guān)文檔。

從ZIP文件中導(dǎo)入模塊
“新的”導(dǎo)入鉤子

6.模塊內(nèi)建函數(shù)

????????如下：

__import__()

????????import語句實(shí)際上是調(diào)用了該函數(shù)，語法如下：

1	__import__(name,?globals={},?locals={},?fromlist=[],?level=-1)

? ? ????即可以這樣來導(dǎo)入sys模塊：

1	sys?=?__import__('sys')

globals()和locals()

????????使用globals()和locals()可以分別輸出包含全局名稱空間和局部名稱空間的一個(gè)字典，只是在全局名稱空間下，globals()和locals()的輸出是相等的，因?yàn)檫@時(shí)的局部名稱空間就是全局名稱空間。

????????一個(gè)技巧是，可以通過這兩個(gè)函數(shù)來調(diào)用全局或局部變量，在這開發(fā)中可能會(huì)用到，如下：

   >>>?def?sayHi(name):   ...?????print?'Hello,?',?name  ...?  >>>?globals()['sayHi']   <function?sayHi?at?0x7f56dc7bf140>   >>>?globals()['sayHi']('xpleaf')  Hello,??xpleaf  

reload()

????????使用reload()可以重新加載一個(gè)已經(jīng)導(dǎo)入的模塊，對(duì)于前面只有print語句的test模塊，測(cè)試如下：

   >>>?import?test  Hello  >>>?import?test   >>>?reload(test)  Hello  <module?'test'?from?'test.pyc'>   

????????不過使用reload()時(shí)需要遵循下面的原則：

模塊必須是全部導(dǎo)入，而不能是使用from-import

reload()的參數(shù)是模塊名字本身，而不是其字符串，即是reload(test)而不是reload('test')

7.包

????????包是一個(gè)有層次的文件目錄結(jié)構(gòu)，它定義了一個(gè)由模塊和子包組成的Python應(yīng)用程序執(zhí)行環(huán)境。

（1）目錄結(jié)構(gòu)

????????有如下的包及其結(jié)構(gòu)：

????????在包外運(yùn)行Python交互器，則下面的導(dǎo)入方式都是可以的：

   import?Phone.Mobile.Analog  Phone.Mobile.Analog.dial()   from?Phone?import?Mobile   Mobile.Analog.dial('3245648')    from?Phone.Mobile?import?Analog  Analog.dial()   from?Phone.Mobile.Analog?import?dial   dial('3245648')   

????????只是上面的導(dǎo)入方式其實(shí)都是絕對(duì)導(dǎo)入。

（2）__init__.py

????????只要是包，都必須包含__init__.py文件，否則只是一個(gè)普通的目錄結(jié)構(gòu)，而不是包，關(guān)于__init__.py，有如下特性：

導(dǎo)入一個(gè)包，實(shí)際上是導(dǎo)入這個(gè)包的__init__.py文件（模塊）

????????對(duì)于上面的包結(jié)構(gòu)，如果Phone/__init__.py的內(nèi)容如下：

1 2	packageName?=?'Phone' print?'Package?<Phone>'

????????則導(dǎo)入Phone包時(shí)輸出如下：

1 2	>>>?import?Phone Package?<Phone>

????????此時(shí)只是把Phone加入到當(dāng)前名稱空間中：

1 2	>>>?dir() ['Phone',?'__builtins__',?'__doc__',?'__name__',?'__package__']

????????因?yàn)閷?dǎo)入一個(gè)包實(shí)際上是導(dǎo)入這個(gè)包的__init__.py模塊，所以，只要不在這個(gè)模塊中的名稱空間，都無法通過Phone來訪問，即使已經(jīng)導(dǎo)入了Phone：

  >>>?Phone.Mobile Traceback?(most?recent?call?last):  ??File?"<stdin>",?line?1,?in?<module>   AttributeError:?'module'?object?has?no?attribute?'Mobile'  >>>?Phone.Pager Traceback?(most?recent?call?last):  ??File?"<stdin>",?line?1,?in?<module>   AttributeError:?'module'?object?has?no?attribute?'Pager'   

????????因?yàn)樯厦娴腳_init__.py模塊中并沒有Mobile和Pager這兩個(gè)變量，即這兩個(gè)變量不在其名稱空間中，因?yàn)開_init__.py中定義了一個(gè)packageName變量，所以可以通過Phone來訪問：

1 2	>>>?Phone.packageName 'Phone'

在__init__.py中可以先導(dǎo)入一些模塊或子包，使得可以通過上層包訪問子包

????????上面的例子中，顯然不能通過Phone來訪問它的子包Mobile，現(xiàn)在可以在Phone/__init__.py中來先導(dǎo)入Phone的幾個(gè)子包：

1 2	import?Mobile import?Pager

????????就可以通過Phone來訪問了：

   >>>?import?Phone  >>>?Phone.Mobile  <module?'Phone.Mobile'?from?'Phone/Mobile/__init__.pyc'>  >>>?Phone.Pager  <module?'Phone.Pager'?from?'Phone/Pager/__init__.pyc'>   

????????當(dāng)然，如果想要訪問子包下的模塊，也是不行的，原因是一樣的：

  >>>?Phone.Mobile.Digital Traceback?(most?recent?call?last):  ??File?"<stdin>",?line?1,?in?<module>   AttributeError:?'module'?object?has?no?attribute?'Digital'   

使用__all__變量來導(dǎo)入所有子包

????????如果需要使用from Package import *的方式來導(dǎo)入包下的所有模塊，則需要定義__all__變量，實(shí)際上，該語句中的*表示的即是__all__列表中所包含的包名（或模塊名）。

????????Phone/__init__.py內(nèi)容如下：

   import?Mobile    __all__?=?['Fax',?'Pager',?'Voicedta']   

????????使用from Package import *語句導(dǎo)入：

   >>>?from?Phone?import?*   >>>?dir()   ['Fax',?'Pager',?'Voicedta',?'__builtins__',?'__doc__',?'__name__',?'__package__']   

????????可以發(fā)現(xiàn)只有Fax，Pager，Voicedta這三個(gè)子包被導(dǎo)入了，但是Mobile這個(gè)子包并沒有被導(dǎo)入，那是因?yàn)樗辉赺_all__變量所定義的列表中。

（3）絕對(duì)導(dǎo)入與相對(duì)導(dǎo)入

????????使用下面的方式，都為絕對(duì)導(dǎo)入：

1 2	from?Package?import?Module import?Package

????????這時(shí)候，解釋器會(huì)從sys.path定義的路徑中去搜索需要導(dǎo)入的包或模塊。當(dāng)然，使用相對(duì)于當(dāng)前路徑的導(dǎo)入式的話有時(shí)候可以加快導(dǎo)入速度，相對(duì)導(dǎo)入可以使用下面的方式：

1	from?.[Package/Module]?import?Modulce/Variable

????????不過需要遵循下面的原則：

必須是使用from import語句
from 關(guān)鍵字后面一定有句點(diǎn)標(biāo)識(shí).
只適用在包中

????????這三個(gè)原則都非常重要，尤其是最后一個(gè)，如果不清楚該原則的話，會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤使用相對(duì)導(dǎo)入從而帶來不必要的各種糾結(jié)。

????????關(guān)于這一點(diǎn)，可以參考《Python cookbook》的相關(guān)內(nèi)容：《10.3 使用相對(duì)路徑名導(dǎo)入包中子模塊》

8.模塊的其他特性

（1）自動(dòng)載入的模塊

????????主要是__builtin__模塊，它會(huì)正常地被載入，這和__builtins__模塊相同。

（2）阻止屬性導(dǎo)入

????????如果不想讓某個(gè)模塊屬性被"from module import *"導(dǎo)入，那么可以給不想導(dǎo)入的屬性名稱加上一個(gè)下劃線(_)。不過如果導(dǎo)入了整個(gè)模塊，這個(gè)隱藏?cái)?shù)據(jù)的方法就不適用了。

????????manage模塊內(nèi)容：

1 2	name?=?'xpleaf' _loving?=?'cl'

????????舉例如下：

   >>>?from?manage?import?*  >>>?name 'xpleaf' >>>?_loving Traceback?(most?recent?call?last):  ??File?"<stdin>",?line?1,?in?<module>   NameError:?name?'_loving'?is?not?defined  >>>?  >>>?import?manage  >>>?manage._loving 'cl'  

（3）不區(qū)分大小的導(dǎo)入

????????主要取決于操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)是否區(qū)分大小寫。

（4）源代碼編碼

????????在Python模塊文件中，默認(rèn)是使用ASCII編碼，如果需要使用其他編碼方法，比如Unicode編碼，則可以在一個(gè)Python模塊文件的開頭這樣寫：

1 2	#!/usr/bin/env?python #?--?coding:?UTF-8?--

????????或者：

1	#?coding:?utf-8

（5）導(dǎo)入循環(huán)

????????允許正確的導(dǎo)入循環(huán)，如果出現(xiàn)不能解決的導(dǎo)入循環(huán)問題，可以嘗試在出現(xiàn)導(dǎo)入循環(huán)的兩個(gè)模塊中的一個(gè)模塊中的import語句移到最后，或根據(jù)實(shí)際情況來進(jìn)行解決。

（6）模塊執(zhí)行

????????可以執(zhí)行一個(gè)Python模塊，參考后面的內(nèi)容。

本文轉(zhuǎn)自 xpleaf 51CTO博客，原文鏈接：http://blog.51cto.com/xpleaf/1764586，如需轉(zhuǎn)載請(qǐng)自行聯(lián)系原作者

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Python回顾与整理10：模块的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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