python 模块和包

Posted 2021-01-04 温而新

一,模块

1,什么是模块?

常见的场景: 一个模块就是一个包含了python定义和声明的文件,文件名就是模块名字加上.py 的后缀.

但其实 import 加载的模块分为四个通用类别:

　　1,使用python编写的代码 (.py文件)

　　2,已被编译为共享库或DLL的C或C++扩展

　　3,包好一组模块的包

　　4,使用C编写并链接到python解释器的内置模块

2,为何要使用模块

　　如果你退出python解释器,然后重新进入,那么你之前定义的函数或者变量都将丢失,因此我们通常将程序写到文件中,以便永久保存下来,需要时就通过python test.py方式去执行,此时test.py被称为脚本script.

　　  随着程序的发展，功能越来越多，为了方便管理，我们通常将程序分成一个个的文件，这样做程序的结构更清晰，方便管理。这时我们不仅仅可以把这些文件当做脚本去执行，还可以把他们当做模块来导入到其他的模块中，实现了功能的重复利用

3,如何使用模块?

3.1 import

示例文件: 自定义模块my_module.py, 文件名my_module.py, 模块名my_module

#my_module.py
print(‘from the my_module.py‘)

money=1000

def read1():
    print(‘my_module->read1->money‘,money)

def read2():
    print(‘my_module->read2 calling read1‘)
    read1()

def change():
    global money
    money=0

my_module模块

3.1.1

模块可以包含可执行的语句和函数的定义，这些语句的目的是初始化模块，它们只在模块名第一次遇到导入import语句时才执行（import语句是可以在程序中的任意位置使用的,且针对同一个模块很import多次,为了防止你重复导入，python的优化手段是：第一次导入后就将模块名加载到内存了，后续的import语句仅是对已经加载大内存中的模块对象增加了一次引用，不会重新执行模块内的语句），如下 

#demo.py
import my_module #只在第一次导入时才执行my_module.py内代码,此处的显式效果是只打印一次‘from the my_module.py‘,当然其他的顶级代码也都被执行了,只不过没有显示效果.
import my_module
import my_module
import my_module

‘‘‘
执行结果：
from the my_module.py
‘‘‘

demo.py

我们可以从sys.modules中找到当前已经加载的模块，sys.modules是一个字典，内部包含模块名与模块对象的映射，该字典决定了导入模块时是否需要重新导入。

3.1.2

每个模块都是一个独立的名称空间，定义在这个模块中的函数，把这个模块的名称空间当做全局名称空间，这样我们在编写自己的模块时，就不用担心我们定义在自己模块中全局变量会在被导入时，与使用者的全局变量冲突

#测试一:money与my_module.money不冲突
#demo.py
import my_module
money=10
print(my_module.money)

‘‘‘
执行结果：
from the my_module.py
1000
‘‘‘

测试一:money与my_module.money不冲突

#测试二：read1与my_module.read1不冲突
#demo.py
import my_module
def read1():
    print(‘========‘)
my_module.read1()

‘‘‘
执行结果:
from the my_module.py
my_module->read1->money 1000
‘‘‘

测试二：read1与my_module.read1不冲突

#测试三：执行my_module.change()操作的全局变量money仍然是my_module中的
#demo.py
import my_module
money=1
my_module.change()
print(money)

‘‘‘
执行结果：
from the my_module.py
1
‘‘‘

测试三：执行my_module.change()操作的全局变量money仍然是my_module中的

3.1.3

总结：首次导入模块my_module时会做三件事：

1.为源文件(my_module模块)创建新的名称空间，在my_module中定义的函数和方法若是使用到了global时访问的就是这个名称空间。

2.在新创建的命名空间中执行模块中包含的代码，见初始导入import my_module

提示:导入模块时到底执行了什么？
 
 In fact function definitions are also ‘statements’ that are ‘executed’; the execution of a
 module-level function definition enters the function name in the module’s global symbol table.
事实上函数定义也是“被执行”的语句，模块级别函数定义的执行将函数名放入模块全局名称空间表，用globals()可以查看

3.创建名字my_module来引用该命名空间

这个名字和变量名没什么区别，都是‘第一类的’，且使用my_module.名字的方式可以访问my_module.py文件中定义的名字，my_module.名字与test.py中的名字来自两个完全不同的地方。

3.1.4

为模块起别名,相当于m1 = 1 ; m2 = m1

1 import my_module as sm
2 print(sm.money)

 

示范用法一：

有两中sql模块mysql和oracle，根据用户的输入，选择不同的sql功能

#mysql.py
def sqlparse():
    print(‘from mysql sqlparse‘)
#oracle.py
def sqlparse():
    print(‘from oracle sqlparse‘)

#test.py
db_type=input(‘>>: ‘)
if db_type == ‘mysql‘:
    import mysql as db
elif db_type == ‘oracle‘:
    import oracle as db

db.sqlparse() 
复制代码

示例用法1

 

示范用法二:

为已经导入的模块起别名的方式对编写可扩展的代码很有用,假设有两个模块xmlreader.py 和 csvreader.py,它们都定义了函数 read_data (filename):用来从文件中读取一些数据,但采用不同的输入格式.可以编写代码来选择性地选择读取模块,例如:

if file_format == ‘xml‘:
     import xmlreader as reader
elif file_format == ‘csv‘:
     import csvreader as reader
data=reader.read_date(filename)

示例用法2

3.1.5

在一行带入多个模块

import sys,os,re # 不建议使用,不符合PEP 8

 

3.2 from ... import...

3.2.1

对比import my_module，会将源文件的名称空间‘my_module‘带到当前名称空间中，使用时必须是my_module.名字的方式

而from语句当中的import, 也会创建新的名称空间,但是将my_module中地名字直接导入到当前地名称空间中,在当前名称名称空间中,直接只用名字就可以了.

from my_module import read1,read2

这样在当前位置直接使用read1和read2就好了，执行时，仍然以my_module.py文件全局名称空间

#测试一：导入的函数read1，执行时仍然回到my_module.py中寻找全局变量money
#demo.py
from my_module import read1
money=1000
read1()
‘‘‘
执行结果:
from the my_module.py
spam->read1->money 1000
‘‘‘

#测试二:导入的函数read2，执行时需要调用read1(),仍然回到my_module.py中找read1()
#demo.py
from my_module import read2
def read1():
    print(‘==========‘)
read2()

‘‘‘
执行结果:
from the my_module.py
my_module->read2 calling read1
my_module->read1->money 1000
‘‘‘

View Code

如果当前有重名read1或者read2，那么会有覆盖效果。

#测试三:导入的函数read1，被当前位置定义的read1覆盖掉了
#demo.py
from my_module import read1
def read1():
    print(‘==========‘)
read1()
‘‘‘
执行结果:
from the my_module.py
==========
‘‘‘

View Code

需要特别强调的一点是：python中的变量赋值不是一种存储操作，而只是一种绑定关系，如下：

from my_module import money,read1
money=100 #将当前位置的名字money绑定到了100
print(money) #打印当前的名字
read1() #读取my_module.py中的名字money,仍然为1000

‘‘‘
from the my_module.py
100
my_module->read1->money 1000
‘‘‘

View Code

3.2.2

也支持as

from my_module import read1 as read

3.2.3

也支持导入多行

1 from my_module import (read1, read2, money)

3.2.4

from my_module import * 把my_module中所有的不是以下划线(_)开头的名字都导入到当前位置，大部分情况下我们的python程序不应该使用这种导入方式，因为*你不知道你导入什么名字，很有可能会覆盖掉你之前已经定义的名字。而且可读性极其的差，在交互式环境中导入时没有问题。

from my_module import * #将模块my_module中所有的名字都导入到当前名称空间
print(money)
print(read1)
print(read2)
print(change)

‘‘‘
执行结果:
from the my_module.py
1000
<function read1 at 0x1012e8158>
<function read2 at 0x1012e81e0>
<function change at 0x1012e8268>
‘‘‘

View Code

在my_module.py中新增一行

__all__=[‘money‘,‘read1‘] #这样在另外一个文件中用from my_module import *就这能导入列表中规定的两个名字

*如果my_module.py中的名字前加_,即_money，则from my_module import *,则_money不能被导入

3.2.5 模块地循环应用问题

思考：假如有两个模块a，b。我可不可以在a模块中import b ，再在b模块中import a？

3.2.6 模块地加载与修改

考虑到性能的原因，每个模块只被导入一次,放入字典sys.modules中，如果你改变了模块的内容，你必须重启程序，python不支持重新加载或卸载之前导入的模块，

有的同学可能会想到直接从sys.modules中删除一个模块不就可以卸载了吗，注意了，你删了sys.modules中的模块对象仍然可能被其他程序的组件所引用，因而不会被清除。

特别的对于我们引用了这个模块中的一个类，用这个类产生了很多对象，因而这些对象都有关于这个模块的引用。

如果只是你想交互测试的一个模块，使用 importlib.reload(), e.g. import importlib; importlib.reload(modulename)，这只能用于测试环境。

def func1():
    print(‘func1‘)

aa.py

import time,importlib
import aa
 
time.sleep(20)
# importlib.reload(aa)
aa.func1()

测试代码

在20秒的等待时间里，修改aa.py中func1的内容，等待test.py的结果。

打开importlib注释，重新测试

 

未完成????