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Python模块

Python,模块

2025-04-07 09:01:33 时间

一、模块概述

命名空间由于在Python中一切皆为对象（Object), 想要好好理解Module和Package，一定要先理解Namespace的概念。所谓Namespace，是指标示符的可见范围。对于Python而言，常见的Namespace主要有以下几种
- Build-in Namespace (内建命名空间）
- Global Namespace (全局命名空间）
- Local Namespace (局部命名空间）
有了命名空间的概念，可以有效的解决函数或者是变量重名的问题。不同的命名空间中允许出现相同的函数名或者是变量名。它们彼此之间不会相互影响，例如在Namespace A和B中同时有一个名为var的变量，对A.var赋值并不会改变B.var的值。
为什么使用模块？在计算机程序的开发过程中，随着程序代码越写越多，在一个文件里代码就会越来越长，越来越难以维护
模块概述为了编写可维护性的代码，我们会把很多函数进行分组，分别放到不同的文件里去。这样，每个文件包含的代码就相对较少，大多数编程语言都是采用这种方式来组织代码的，在python中，一个.py文件就称之为一个模块其中定义的所有函数或者是变量都属于这个Module。这个Module 对于所有函数而言就相当于一个全局的命名空间。而每个函数又都有自己局部的命名空间。
优点
- 提高了代码的可维护性
- 提高了代码的复用度，编写代码不必从零开始，当一个模块编写完成，就可以在其他地方引用
- 引用其他模块，包含python内置模块和第三方模块
- 避免函数名和变量名等命名的冲突
模块分类
- 标准库模块
- 第三方模块
- 自定义模块

二、使用标准库中的模块

time

import time
now = time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")  # 获取当前时间
print(now)

random

import random
random_num = random.randrange(3)  # 返回012的随机数
print(random_num)

三、使用自定义模块

新建一个名为speak.py文件

# speak.py 
'''
This is only a test module
'''
name = 'zutuanxue_com'
age = 18

def speak():
  print("zutuanxue_com is a very good man!")

import 语句

作用导入模块/包
格式 import module1[, module2[, module3[, ……]]] import module1 as 别名[, module2[, module3[, ……]]] 起别名
注意一个模块只会被导入一次，不管你执行了多少次import，有效的防止导入模块被一次次的执行
使用模块中的内容 module.方法/类/变量

不起别名实例

>>> import speak  # 导入speak模块 
>>> speak.name  # 获取模块speak中name的值
zutuanxue_com
>>> speak.age  # 获取模块speak中age的值
18
>>> speak.speak()  # 调用模块中speak方法
zutuanxue_com is a very good man!
>>> print speak.__doc__  # 获取模块说明
This is only a test module

起别名实例

<span class="hljs-meta">>>> </span><span class="hljs-keyword">import</span> speak <span class="hljs-keyword">as</span> s  <span class="hljs-comment"># 导入speak模块 并起别名为s</span>
<span class="hljs-meta">>>> </span>s.name  <span class="hljs-comment"># 获取模块speak中name的值</span>
zutuanxue_com
<span class="hljs-meta">>>> </span>s.age  <span class="hljs-comment"># 获取模块speak中age的值</span>
<span class="hljs-number">18</span>
<span class="hljs-meta">>>> </span>s.speak()  <span class="hljs-comment"># 调用模块中speak方法</span>
zutuanxue_com <span class="hljs-keyword">is</span> a very good man!
<span class="hljs-meta">>>> </span><span class="hljs-keyword">print</span> s.__doc__  <span class="hljs-comment"># 获取模块说明</span>
This <span class="hljs-keyword">is</span> only a test module

from … import 语句

作用从模块中导入一些指定的部分
格式 from module import name1[, name2[, name3[, ……]]]

实例

<span class="hljs-meta">>>> </span><span class="hljs-keyword">from</span> speak <span class="hljs-keyword">import</span> name,age,speak  <span class="hljs-comment"># 从speak模块导入 name,age,speak</span>
<span class="hljs-meta">>>> </span>name  <span class="hljs-comment"># 获取模块speak中name的值</span>
zutuanxue_com
<span class="hljs-meta">>>> </span>age  <span class="hljs-comment"># 获取模块speak中age的值</span>
<span class="hljs-number">18</span>
<span class="hljs-meta">>>> </span>speak()  <span class="hljs-comment"># 调用模块中speak方法</span>
zutuanxue_com <span class="hljs-keyword">is</span> a very good man!

from … import * 语句

概述将模块中所有非下划线开头的成员都导入
作用把一个模块中所有的内容全部导入当前命名空间
格式 from modulename import *
注意不应该过多使用，很可能造成变量名的冲突

实例

<span class="hljs-meta">>>> </span><span class="hljs-keyword">from</span> speak <span class="hljs-keyword">import</span> *  <span class="hljs-comment"># 会将speak模块中非下划线开头的成员都导入当前命名空间中</span>
<span class="hljs-meta">>>> </span>name  <span class="hljs-comment"># 获取模块speak中name的值</span>
zutuanxue_com
<span class="hljs-meta">>>> </span>age  <span class="hljs-comment"># 获取模块speak中age的值</span>
<span class="hljs-number">18</span>
<span class="hljs-meta">>>> </span>speak()  <span class="hljs-comment"># 调用模块中speak方法</span>
zutuanxue_com <span class="hljs-keyword">is</span> a very good man!

四、`all`接口暴露

概述

代码中是不提倡用 from xxx import * 的写法的，但是在 console 调试的时候图个方便还是很常见的。如果一个模块 spam 没有定义 __all__，执行 from spam import * 的时候会将 spam 中非下划线开头的成员都导入当前命名空间中，这样当然就有可能弄脏当前命名空间。如果显式声明了 __all__，import * 就只会导入 __all__ 列出的成员。如果 __all__ 定义有误，列出的成员不存在，还会明确地抛出异常，而不是默默忽略。

格式

__all__ = ["name1", "name2"...]

作用

Python不像 Ruby 或者 Java，Python 没有语言原生的可见性控制，而是靠一套需要大家自觉遵守的”约定“下工作。比如下划线开头的应该对外部不可见。同样，__all__ 也是对于模块公开接口的一种约定，比起下划线，__all__ 提供了暴露接口用的”白名单“。一些不以下划线开头的变量（比如从其他地方 import 到当前模块的成员）可以同样被排除出去。

新建test_all.py

# test_all.py
'''
This is only a test __all__ module
'''

__all__ = ["name", "speak"]  # 排除了 age

name = 'zutuanxue_com'
age = 18

def speak():
  print("zutuanxue_com is a very good man!")

五、模块循环引用

概述

出现循环引用其实就是模块之间发生了相互依赖，A依赖B，B依赖A，这样他们直接相互依赖，引用的时候就会出现者循环引用（交叉引用）

现象

有两个模块moduleA 和 moduleB

moduleA.py

from moduleB import b

def a():
    print('我是A模块的a方法')
    moduleB.b()
def c():
    print('我是A模块的c方法')

if __name__ == '__main__':
    a()

moduleB.py

   <span class="hljs-keyword">from</span> moduleA <span class="hljs-keyword">import</span> c
   
   <span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">def</span> <span class="hljs-title">b</span><span class="hljs-params">()</span>:</span>
       print(<span class="hljs-string">'我是B模块的b方法'</span>)
       c()

导入的实质

导入其实是要将被导入模块所有的顶格代码都执行一遍，遇到函数和类的定义会作申明如果b模块中有这么一句

print(<span class="hljs-string">'我是B模块'</span>)

你在a模块impot b时就会执行 print(‘bbb’)这一句回到循环引用中，首先导入B,进入B中，发现B中又导入了A又回到A中，但是A又导入B这就形成了循环引用

解决方式1(直接导入模块名，通过模块调用其中的函数)

moduleA.py

import moduleB

def a():
    print('我是A模块的a方法')
    moduleB.b()
def c():
    print('我是A模块的c方法')


if __name__ == '__main__':
    a()

moduleB.py

<span class="hljs-keyword">import</span> moduleA

<span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">def</span> <span class="hljs-title">b</span><span class="hljs-params">()</span>:</span>
    print(<span class="hljs-string">'我是B模块的b方法'</span>)
    moduleA.c()

解决方式2(使用延迟导入(lazy import))

内部导入

<span class="hljs-string">"""
moduleB.py
"""</span>
<span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">def</span> <span class="hljs-title">b</span><span class="hljs-params">()</span>:</span>
    <span class="hljs-keyword">from</span> moduleA <span class="hljs-keyword">import</span> c
    print(<span class="hljs-string">'我是B模块的b方法'</span>)
    c()

六、`name`属性

概述每个模块都有一个__name__属性，当其值为“main”时表明该模块自身在运行，否则是被当做模块导入，此时值为模块的名字

实例

# speak.py 
'''
This is only a test module
'''
name = 'zutuanxue_com'
age = 18

def speak():
  print("zutuanxue_com is a very good man!")
  
if __name__ == '__main__': 
   speak()

__name__作用

模块就是一个可执行的python文件，一个模块被另一个模块导入，想让模块中的某一段代码不执行，可以使用__name__属性来使程序隐藏该段代码，当自身执行时在执行该块代码。一般作为判断是否是作为主运行文件

扩展

以后主要用于程序入口使用(项目启动文件中使用)

"""
Main.py
"""
def main():
	pass

if __name__ == '__main__':
	main()

七、包

需求

如果不同的人编写的模块名相同怎么办？

解决

为了避免模块名的冲突，python又引入了按目录来组织模块的方法，称为包(package)

特点

引入包以后，只要顶层包名不与别人冲突，那么所有的模块都不会与别人冲突

注意

每个包目录下都会有一个名为__init__.py的文件，说明这个目录是个python包，还可以导出包中的内容

建包

新建文件夹名称为lucky_package文件夹

目录结构

project/
	lucky_package/
  	__init__.py  # 声明lucky_package为一个包
    speak.py  # 模块speak
  test.py  # 用于测试lucky_package包的使用

实现方式一通过pycharm直接创建Python包选择模块 -> New -> Python Package

输入包名

点击OK

方式二手动创建
- 模块 -> New -> Directory

输入 lucky_package

点击OK

lucky_package -> New -> Python File

输入文件名称为 __init__.py

点击 OK

包内创建模块

speak.py

<span class="hljs-comment"># speak.py </span>
<span class="hljs-string">'''
This is only a test module
'''</span>
name = <span class="hljs-string">'zutuanxue_com'</span>
age = <span class="hljs-number">18</span>

<span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">def</span> <span class="hljs-title">speak</span><span class="hljs-params">()</span>:</span>
  print(<span class="hljs-string">"zutuanxue_com is a very good man!"</span>)
  
<span class="hljs-keyword">if</span> __name__ == <span class="hljs-string">'__main__'</span>: 
   speak()

使用

test.py

第一种导入方式使用

>>> from lucky_package import speak  # 从zutuanxue_com_package包导入speak模块
>>> speak.name  # 获取模块speak中name的值
zutuanxue_com
>>> speak.age  # 获取模块speak中age的值
18
>>> speak.speak()  # 调用模块中speak方法
zutuanxue_com is a very good man!

导包重命名

<span class="hljs-meta">>>> </span><span class="hljs-keyword">from</span> lucky_package <span class="hljs-keyword">import</span> speak <span class="hljs-keyword">as</span> s  <span class="hljs-comment"># 从zutuanxue_com_package包导入speak模块并重命名为s</span>
<span class="hljs-meta">>>> </span>s.name  <span class="hljs-comment"># 获取模块speak中name的值</span>
zutuanxue_com

第二种导入方式

>>> from lucky_package.speak import name,age,speak  # 从lucky_package包speak模块导入 name,age,speak
>>> name  # 获取模块speak中name的值
zutuanxue_com
>>> age  # 获取模块speak中age的值
18

第三种导入方式

>>> from lucky_package.speak import *  # 从lucky_package包speak模块导入 所有成员
>>> name  # 获取模块speak中name的值
zutuanxue_com
>>> age  # 获取模块speak中age的值
18

第四种导入方式

>>> import lucky_package.speak  # 导入lucky_package里speak包
>>> lucky_package.speak.name  # 获取name的值
zutuanxue_com

第五种导入方式

import lucky_package.speak as s # 导入lucky_package里speak包 s.name # 获取name的值 zutuanxue_com

填充包__init__.py代码

方式一在init.py中导入模块

__init__.py

from . import speak

使用

<span class="hljs-meta">>>> </span><span class="hljs-keyword">from</span> lucky_package <span class="hljs-keyword">import</span> speak   <span class="hljs-comment"># 导入lucky_package里speak包</span>
<span class="hljs-meta">>>> </span>speak.name  <span class="hljs-comment"># 获取name的值</span>
zutuanxue_com

方式二

在init.py中导入模块所有成员

__init__.py

from .speak import *

使用

<span class="hljs-meta">>>> </span><span class="hljs-keyword">from</span> lucky_package <span class="hljs-keyword">import</span> *   <span class="hljs-comment"># 导入lucky_package里speak包</span>
<span class="hljs-meta">>>> </span>name  <span class="hljs-comment"># 获取name的值</span>
zutuanxue_com

注意

不建议这样使用方式

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四、`all`接口暴露

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