Python 關於模塊和加載模塊的實現

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一.導入模塊

模塊(Modules)

模塊就是Python程序，任何Python程序都可以作為模塊

代碼的可重用性，隻要編程過程中需要用到該模塊中的某個功能（由變量、函數、類實現），直接在程序中導入該模塊即可使用該功能

封裝特性的結構：

諸多容器，列表、元組、字符串、字典等都是對數據的封裝
函數是對 Python 代碼的封裝
類是對方法和屬性的封裝，是對函數和數據的封裝

模塊，可以理解是對代碼更高級的封裝，把能夠實現某一特定功能的代碼編寫在同一個.py 文件中，並將其作為一個獨立的模塊，還能有效避免函數名和變量名發生沖突

當程序重復導入同一個模塊時，Python 隻會導入一次

import

import 模塊名1 [as 別名1], 模塊名2 [as 別名2]，…

會導入指定模塊中的所有成員（包括變量、函數、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變量用於獲取運行程序的命令行參數，argv[0]用於獲取當前 程序的存儲路徑

import sys #導入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

導入整個模塊時，可以為模塊指定別名

import sys as s # 導入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

可以一次導入多個模塊，多個模塊之間用逗號隔開

import sys,os # 導入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變量代表平臺上的路徑分隔符
C:/Users/Administrator/Desktop/2021-1-14/模塊.py
\

導入多個模塊時，也可以為模塊指定別名

import sys as s,os as o # 導入模塊，並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]，…

隻會導入模塊中指定的成員，而不是全部成員，當程序中使用該成員時，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來導入指定成員

from sys import argv # 導入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

導入sys模塊中的 argv 成員，可在程序中直接使用 argv 成員，無須使用任何前綴

導入模塊成員時，為成員指定別名

from sys import argv as v # 導入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 導入模塊成員時，可一次導入多個成員

from sys import argv, winver # 導入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成員記錄瞭該 Python 的版本號

一次導入多個模塊成員時，可使用 as 關鍵字為成員指定別名

from sys import argv as v, winver as wv # 導入sys模塊的成員，並為其指定別名
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 * 導入模塊所有成員

導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 __()

模塊是代碼文件，要求其文件名要符合操作系統的命名規則，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__() 內置函數引入模塊

__import__("demo text")

__import__("1demo")

使用import()函數要以字符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（編寫在 demo.py 文件中）

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)

為瞭檢驗模板中代碼的正確性，需要為其設計一段測試代碼

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

在同一文件夾下新建一個test.py文件，使用 import 語句導入 demo.py

import demo #用import 語句導入時，隻需要使用該模板文件的名稱
youchanwill you.com
自定義模塊 #測試代碼也被執行
you you.net

其它程序以引入的方式執行模板文件，測試代碼不應該被執行，可用__name__ 變量做修改

當直接運行一個模塊時，__name__變量的值為__main__，而模塊被導入其他程序中並運行該程序時，處於模塊中的__name__變量的值就變成瞭模塊名

可在調用測試函數時增加判斷，當 __name__ ==’__main__’ 時才調用測試函數

修改 demo.py 模板文件中的測試代碼：

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

修改後運行 test.py 文件時

import demo
youchanwill you.com

執行的是模板文件中的輸出語句，測試代碼並未執行

說明文檔

自定義模塊添加說明文檔，和函數或類的添加方法相同，在模塊開頭的位置定義一個字符串

可以通過模板的 __doc__ 屬性，來訪問模板的說明文檔

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

這是說明文檔

三.加載模塊

環境變量

根據PYTHONPATH環境變量的值來確定到哪裡去加載模塊

PYTHONPATH環境變量的值是多個路徑的集合，會依次搜索PYTHONPATH 環境變量所指定的多個路徑，從中找到程序想要加載的模塊

在 Windows 平臺上設置環境變量

右擊桌面上的“計算機”圖標，單擊“屬性”菜單項，系統顯示“控制面板\所有控制面板項\系統”窗口，單擊該窗口左邊欄中的“高級系統設置”鏈接，出現“系統屬性”對話框

單擊“高級” Tab 頁中的“環境變量”，對於當前用戶而言，設置用戶變量和系統變量的效果大致相同，系統變量的路徑排在用戶變量的路徑之前

在“變量名”內輸入 PYTHONPATH，表明將要建立 的環境變量；在“變量值”內輸入 .;d:\python_ module，就是該環境變量的值，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 程序時，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 程序時，總能從 d:\python_ module 加載模塊

成功設置瞭環境變量後，隻要把定義的模塊放在與當前運行程序相同的路徑（或d:\python_ module 路徑），該模塊就能被成功加載

在 Linux 上設置環境變量

啟動 Linux 的命令行界面，在 home 路徑下輸入：

ls - a

Linux 平臺的環境變量通過 .bash_profile 文件設置，在該文件中添加 PYTHONPATH 環境變量

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

完成變量值的設置後，在 .bash_profile 文件的最後添加導出 PYTHONPATH 變量的語句

export PYTHONPATH

運行該文件，使在文件中設置的 PYTHONPATH 變量值生效

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

成功設置瞭環境變量後，隻要把定義的模塊放在與當前運行程序相同的路徑（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，專門用於存放擴展模塊和包

將之前的demo.py文件復制在 lib\site-packages 路徑下

'''
這是說明文檔
'''
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交互式解釋器中測試該模塊

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

這是說明文檔

>>>
第一行代碼用於導入demo模塊；第二行代碼用於查看demo模塊的文檔，輸出該模塊開始定義的文檔內容

導入模塊的本質

import demo 導入模塊的本質是將 demo.py 中的全部代碼加載到內存並執行
將整個模塊內容賦值給與模塊同名的變量，該變量的類型是 module，在該模塊中定義的所有程序單元都相當於該 module 對象的成員

from demo import name 導入模塊中成員的本質是將 demo.py 中的全部代碼加載到內存並執行
隻導入指定變量、函數等成員單元，不會將整個模塊導入

在導入模塊後，在模塊文件所在目錄下看到一個名為“__pycache__”的文件夾
Python 為每個模塊都生成一個 *.cpython-36.pyc 文件，該文件是為模塊編譯生成的字節碼，用於提升該模塊的運行效率

四.__all__變量

向文件導入某個模塊時，導入的是該模塊中那些名稱不以下劃線（單下劃線、雙下劃線）開頭的變量、函數和類

如果不想模塊文件中的某個成員被引入到其它文件中使用，可以在其名稱前添加下劃線

新建demo.py文件

def test1():
 print("you")
def test2():
 print("chan")
def test3():
 print("will")

在新建的test.py文件中導入

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

如果 demo.py 模塊中的 test1() 函數不想讓其它文件引入，隻需將其名稱改為 _test1() 或者 __test1()

def _test1():
 print("you")

NameError: name 'test1' is not defined

__all__ 變量，該變量的值是一個列表，存儲的是當前模塊中一些成員（變量、函數或者類）的名稱

通過在模塊文件中設置 __all__ 變量，當其它文件以“from 模塊名 import *”的形式導入該模塊時，該文件中隻能使用 __all__ 列表中指定的成員

隻有以“from 模塊名 import *”形式導入的模塊，當該模塊設有 __all__ 變量時，隻能導入該變量指定的成員，未指定的成員無法導入

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__ 變量僅限於在其它文件中以“from 模塊名 import *”的方式引入

import 模塊名 的形式導入模塊，可以通過模塊名前綴（別名）來調用模塊內的所有成員（除瞭以下劃線開頭命名的成員）,__all__變量的設置無效

from 模塊名 import 成員 導入指定成員,__all__變量的設置無用

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