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Python面向对象之模块和包(五)

程序员文章站 2022-07-09 23:36:57
...

模块和包

目标
模块

发布模块

01. 模块

1.1 模块的概念

模块是 Python 程序架构的一个核心概念

  • 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则
  • 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 就好比是 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

1.2 模块的两种导入方式

1)import 导入

import 模块名1, 模块名2

提示:在导入模块时,每个导入应该独占一行

import 模块名1
import 模块名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

如果模块的名字太长,可以使用 as 指定模块的名称,以方便在代码中的使用(使用 as 指定模块的别名)

import 模块名1 as 模块别名

注意:模块别名 应该符合 大驼峰命名法
2)from…import 导入
如果希望 从某一个模块 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 所有工具全部导入,并且通过 模块名/别名 访问

# 从 模块 导入 某一个工具
from 模块名1 import 工具名

导入之后不需要 通过 模块名.

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,那么 后导入模块的函数,会 覆盖掉先导入的函数

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

一旦发现冲突,可以使用 as 关键字 给其中一个工具起一个别名

from...import *(知道)
# 从 模块 导入 所有工具
from 模块名1 import *

注意

这种方式不推荐使用,因为函数重名并没有任何的提示,出现问题不好排查

搜索路径

当你导入一个模块,Python 解析器对模块位置的搜索顺序是:

1、当前目录

2、如果不在当前目录,Python 则搜索在 shell 变量 PYTHONPATH 下的每个目录。

3、如果都找不到,Python会察看默认路径。UNIX下,默认路径一般为/usr/local/lib/python/。

模块搜索路径存储在 system 模块的 sys.path 变量中。变量里包含当前目录,PYTHONPATH和由安装过程决定的默认目录。


PYTHONPATH 变量

作为环境变量,PYTHONPATH 由装在一个列表里的许多目录组成。PYTHONPATH 的语法和 shell 变量 PATH 的一样。

在 Windows 系统,典型的 PYTHONPATH 如下:
set PYTHONPATH=c:\python27\lib;
在 UNIX 系统,典型的 PYTHONPATH 如下:
set PYTHONPATH=/usr/local/lib/python

_name_ 属性

_name_ 属性可以做到,测试模块的代码 只在测试情况下被运行,而在 被导入时不会被执行!

name 是 Python 的一个内置属性,记录着一个 字符串
如果 是被其他文件导入的,_name_ 就是 模块名
如果 是当前执行的程序 _name_ 是 _main_
在很多 Python 文件中都会看到以下格式的代码:

# 导入模块
# 定义全局变量
# 定义类
# 定义函数# 在代码的最下方
def main():
   # ...
   pass# 根据 __name__ 判断是否执行下方代码
if __name__ == "__main__":
   main()

命名空间和作用域

变量是拥有匹配对象的名字(标识符)。命名空间是一个包含了变量名称们(键)和它们各自相应的对象们(值)的字典。

一个 Python 表达式可以访问局部命名空间和全局命名空间里的变量。如果一个局部变量和一个全局变量重名,则局部变量会覆盖全局变量。

每个函数都有自己的命名空间。类的方法的作用域规则和通常函数的一样。

Python 会智能地猜测一个变量是局部的还是全局的,它假设任何在函数内赋值的变量都是局部的。

因此,如果要给函数内的全局变量赋值,必须使用 global 语句。
global VarName 的表达式会告诉 Python, VarName 是一个全局变量,这样 Python 就不会在局部命名空间里寻找这个变量了。

例如,我们在全局命名空间里定义一个变量 Money。我们再在函数内给变量 Money 赋值,然后 Python 会假定 Money 是一个局部变量。然而,我们并没有在访问前声明一个局部变量 Money,结果就是会出现一个 UnboundLocalError 的错误。取消 global 语句前的注释符就能解决这个问题。

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
 
Money = 2000
def AddMoney():
   # 想改正代码就取消以**释:
   # global Money
   Money = Money + 1
 
print Money
AddMoney()
print Money

dir()函数

dir() 函数一个排好序的字符串列表,内容是一个模块里定义过的名字。
返回的列表容纳了在一个模块里定义的所有模块,变量和函数。如下一个简单的实例:

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
 
# 导入内置math模块
import math
 
content = dir(math)
 
print content;

以上实例输出结果:

['__doc__', '__file__', '__name__', 'acos', 'asin', 'atan', 
'atan2', 'ceil', 'cos', 'cosh', 'degrees', 'e', 'exp', 
'fabs', 'floor', 'fmod', 'frexp', 'hypot', 'ldexp', 'log',
'log10', 'modf', 'pi', 'pow', 'radians', 'sin', 'sinh', 
'sqrt', 'tan', 'tanh']

在这里,特殊字符串变量__name__指向模块的名字,__file__指向该模块的导入文件名。

globals() 和 locals() 函数

根据调用地方的不同,globals() 和 locals() 函数可被用来返回全局和局部命名空间里的名字。

如果在函数内部调用 locals(),返回的是所有能在该函数里访问的命名。

如果在函数内部调用 globals(),返回的是所有在该函数里能访问的全局名字。

两个函数的返回类型都是字典。所以名字们能用 keys() 函数摘取。

reload() 函数

当一个模块被导入到一个脚本,模块顶层部分的代码只会被执行一次。
因此,如果你想重新执行模块里顶层部分的代码,可以用 reload() 函数。该函数会重新导入之前导入过的模块。语法如下:

reload(module_name)

在这里,module_name要直接放模块的名字,而不是一个字符串形式。比如想重载 hello 模块,如下:

reload(hello)

Python中的包

包是一个分层次的文件目录结构,它定义了一个由模块及子包,和子包下的子包等组成的 Python 的应用环境。

简单来说,包就是文件夹,但该文件夹下必须存在 _init_.py 文件, 该文件的内容可以为空。_init_.py 用于标识当前文件夹是一个包。

考虑一个在 package_runoob 目录下的 runoob1.py、runoob2.py、_init_.py 文件,test.py 为测试调用包的代码,目录结构如下:

test.py
package_runoob
|-- __init__.py
|-- runoob1.py
|-- runoob2.py

源代码如下:

package_runoob/runoob1.py
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
 
def runoob1():
   print "I'm in runoob1"
package_runoob/runoob2.py
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
 
def runoob2():
   print "I'm in runoob2"

现在,在 package_runoob 目录下创建 _init_.py:

package_runoob/__init__.py
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
 
if __name__ == '__main__':
    print '作为主程序运行'
else:
    print 'package_runoob 初始化'

然后我们在 package_runoob 同级目录下创建 test.py 来调用

package_runoob 包
test.py
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
 
# 导入 Phone 包
from package_runoob.runoob1 import runoob1
from package_runoob.runoob2 import runoob2
 
runoob1()
runoob2()
以上实例输出结果:
package_runoob 初始化
I'm in runoob1
I'm in runoob2

如上,为了举例,我们只在每个文件里放置了一个函数,但其实你可以放置许多函数。你也可以在这些文件里定义Python的类,然后为这些类建一个包。

03. 发布模块(知道)

如果希望自己开发的模块,分享 给其他人,可以按照以下步骤操作

3.1 制作发布压缩包步骤

  1. 创建 setup.py
    setup.py 的文件
from distutils.core import setup
​
setup(name="hm_message",  # 包名
     version="1.0",  # 版本
     description="itheima's 发送和接收消息模块",  # 描述信息
     long_description="完整的发送和接收消息模块",  # 完整描述信息
     author="itheima",  # 作者
     author_email="[email protected]",  # 作者邮箱
     url="www.itheima.com",  # 主页
     py_modules=["hm_message.send_message",
                 "hm_message.receive_message"])


有关字典参数的详细信息,可以参阅官方网站:

https://docs.python.org/2/distutils/apiref.html

2) 构建模块

$ python3 setup.py build

3) 生成发布压缩包

$ python3 setup.py sdist

注意:要制作哪个版本的模块,就使用哪个版本的解释器执行!

3.2 安装模块

$ tar -zxvf hm_message-1.0.tar.gz
​
$ sudo python3 setup.py install

卸载模块

直接从安装目录下,把安装模块的 目录 删除就可以

$ cd /usr/local/lib/python3.5/dist-packages/
$ sudo rm -r hm_message*

3.3 pip 安装第三方模块

第三方模块 通常是指由 知名的第三方团队 开发的 并且被 程序员广泛使用 的 Python 包 / 模块

例如 pygame 就是一套非常成熟的 游戏开发模块

pip 是一个现代的,通用的 Python 包管理工具

提供了对 Python 包的查找、下载、安装、卸载等功能

安装和卸载命令如下:

# 将模块安装到 Python 2.x 环境
$ sudo pip install pygame
$ sudo pip uninstall pygame
​
# 将模块安装到 Python 3.x 环境
$ sudo pip3 install pygame
$ sudo pip3 uninstall pygame

在 Mac 下安装 iPython

$ sudo pip install ipython

在 Linux 下安装 iPython

$ sudo apt install ipython
$ sudo apt install ipython3
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