python | 模块和库

Posted 2020-11-27 1k-yang

目录

• 1 模块
  • 1.1 模块的定义
  • 1.2 模块的导入
    • 1.2.1 import 导入
    • 1.2.2 from import 导入
• 2 程序入口
  • 2.1 模拟入口
• 3 库
  • 3.1 pip安装
  • 3.2 文件安装
  • 3.3 自定义安装

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1 模块

1.1 模块的定义

在编程语言中，代码块 >> 函数 >> 类 >> 模块 >> 包（库），是逐级封装，层层调用的关系。在Python中，一个.py文件就是一个模块，模块是比类更高一级的封装。

• 代码块：小至一行代码，大到一个模块，一个函数……都是代码块，此处指一行代码
• 函数：函数是指封装好、能复用，用来实现单一特定功能的代码块
• 类：类是数据类型概念的发展，用来描述相似对象的共性，对象所属的数据类型就是“类”
• 模块：一个.py文件就是一个模块，包含定义好的函数和变量。分为自定义模块、内置模块和第三方模块
• 包：包是以目录形式存在的模块集合，类似于包含__init__.py文件的文件夹，它包含__init__.py文件、子包及多个模块。包是比模块高一级的封装
• 库：具有相关功能包的集合。分为标准库、第三方库以及自定义模块

特别说明的是：模块、包、库三者其实都是模块，只不过是个体和集合的区别，是对模块的不同组织方式。

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自定义模块就是你自己编写的模块，如果你在网上发布自己的模块并允许他人使用，那么就变成了第三方模块，内置模块是python安装包自带的模块。使用模块的好处又很多，比如：

• 可维护性：提高了代码的可维护性
• 可复用性：编写代码不必从零开始。当一个模块编写完毕，就可以被其他的模块引用，不用重复造轮子
• 可区分性：使用模块还可以避免类名、函数名和变量名发生冲突。相同名字的类、函数和变量完全可以分别存在不同的模块中。但是也要注意尽量不要与内置函数名（类名）冲突

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1.2 模块的导入

假设已经定义好一个模块module_a，它包含add1函数，则导入方法如下。

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1.2.1 import 导入

语法	示例	函数调用
import 模块1 [,模块2,...]	import module_a	module_a.add1()
import ... as ...	import module_a as md	md.add1()

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1.2.2 from import 导入

语法	示例	函数调用
from ... import 函数1 [,函数2,...]	from module_a improt add1	add1()
from ... import ... as ...	from module_a improt add1 as ad	ad()
from ... import *	from numpy import *	add1()

模块的导入，具体哪种方法更好没有统一规定，只要根据自己使用习惯，注意导入时别发生命名冲突即可。

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2 程序入口

如C、C++等语言都有一个main函数作为程序的入口，main去调用函数库，函数库之间不能相互调用（如下图A和B之间），即程序的运行是从main函数开始。而python是脚本语言，没有统一入口，函数库之间可以互相调用。

所以，python代码执行有两种情况：

• 情况1：直接作为脚本执行，即直接运行该模块
• 情况2：先import到其他python模块中再调用执行（模块重用），其实就是「第三方库」。

而python通过if__name__ == ‘main‘ : 语句，控制这两种不同情况下的代码执行。

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2.1 模拟入口

基于python代码执行机理，可用if__name__ == ‘main‘ : 语句模拟程序入口，实现对python代码执行的控制。

• 以脚本直接执行时，if__name__ == ‘main‘: 后面语句会执行（该语句多为函数正确性验证语句）
• 被import到其他模块中执行时，if__name__ == ‘main‘: 后面语句不会执行

# 直接作为脚本执行
def add1(x):
    x = x+2
    return x
add1(10)

# 模块重用执行
import os
os.chdir(‘D:\data\python_file‘) 
from addx import add1
add1(9)

所以，想运行以脚本直接执行时才执行的命令时，可以将这些命令语句放在if__name__ == ‘main‘: 判断语句之后：

# 自定义一个函数add1
def add1(a):
    a=a+1
    return a
print(__name__)

if __name__ == "__main__":       # 脚本直接执行时，运行后面的语句；被import执行时，不运行后面的语句
    print(add1(2))               # 函数正确性验证和测试

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3 库

库是具有相关功能包（模块）的集合。分为标准库、第三方库以及自定义模块。库和包的关系，类似于类和实例化，库是抽象的，包是具体的。下面着重介绍python第三方库的安装

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3.1 pip安装

在安装好Anconda后，打开Anconda Prompt，用以下指令就可以进行安装、卸载、查看等操作。

语法	描述
pip install …	安装
pip uninstall …	卸载
pip download …	下载
pip list	查看安装列表

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3.2 文件安装

若遇到pip安装失败，可考虑使用文件安装，具体操作步骤如下：

• 打开网页，找到正确的待安装库（注意windows位数和库版本号）

• 左击文件下载待安装库

• 管理员身份运行Anaconda Prompt，输入pip install 安装库文件的路径 + 安装库的名称，最后回车运行。如：C:UsersAdministratorakima-2019.1.1-cp34-cp34m-win32.whl

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文件下载地址：https://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/ ，网站包含很多Windows环境下可直接安装的第三方库文件。如：akima-2019.1.1-cp34-cp34m-win32.whl，akima是库名称；2019.1.1是库版本号；cp34指python版本号

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3.3 自定义安装

安装第三方库提供的安装方式和步骤进行，优先级最低。

安装好后，在python的代码或交互环境里导入相应库，如import numpy，看看有无报错即可判断是否安装成功。