Python强大的自有模块——标准库

Posted 2020-09-07

引言：Python的强大体现在“模块自信”上，因为Python不仅有很强大的自有模块（标准库），还有海量的第三方模块（或者包、库），并且很多开发者还在不断贡献在自己开发的新模块（或者包、库）。本文将向大家概述介绍Python的自有模块——标准库。
本文选自《跟老齐学Python：轻松入门》。

　　“Python自带‘电池’”，这种说法流传已久。
　　在Python被安装的时候，就有不少模块也随着安装到本地的计算机上了。这些东西就如同“电力”一样，让Python拥有了无限生机，能够轻而易举地免费使用很多模块。所以，称其为“自带电池”。
　　那些在安装Python时就默认已经安装好的模块被统称为“标准库”。
　　熟悉标准库是学习编程必须要做的事。

引用的方式

　　所有模块都服从下述引用方式，以下是最基本的，也是最常用的，还是可读性非常好的引用方式。

import modulename

　　例如：

>>> import pprint>>> a = {"lang":"python", "book":"www.itdiffer.com", "teacher":"qiwsir", "goal":"from beginner to master"}>> pprint.pprint(a)
{‘book‘: ‘www.itdiffer.com‘, ‘goal‘: ‘from beginner to master‘, ‘lang‘: ‘python‘, ‘teacher‘: ‘qiwsir‘}

　　在对模块进行说明的过程中，以标准库pprint为例。
　　以pprint.pprint()的方式使用模块中的一种方法，这种方法能够让字典格式化输出。看看结果是不是比原来更容易阅读了呢？
　　在import后面，理论上可以跟好多模块名称。但是在实践中，还是建议大家一次一个名称，太多了不容易阅读。
这是用import pprint样式引入模块，并以点号“.”（英文半角）的形式引用其方法。
关于引入模块的方式，前文介绍import语句时已经讲过，这里再次罗列，权当复习。

>>> from pprint import pprint

　　意思是从pprint模块中只将pprint()引入，之后就可以直接使用它了。

>>> pprint(a)
{‘book‘: ‘www.itdiffer.com‘, ‘goal‘: ‘from beginner to master‘, ‘lang‘: ‘python‘, ‘teacher‘: ‘qiwsir‘}

　　再懒一些还可以这样操作：

>>> from pprint import *

　　这就将pprint模块中的一切都引入了，于是可以像上面那样直接使用模块中的所有可用的内容。
　　诚然，如果很明确使用模块中的哪些方法或属性，那么使用类似from modulename import name1, name2, name3...也未尝不可。需要再次提醒读者注意的是，不能因为引入了模块而降低了可读性，让别人不知道呈现在眼前的方法是从何而来的。
　　有时候引入的模块或者方法名称有点长，这时可以给它重命名。如：

>>> import pprint as pr>>> pr.pprint(a)
{‘book‘: ‘www.itdiffer.com‘, ‘goal‘: ‘from beginner to master‘, ‘lang‘: ‘python‘, ‘teacher‘: ‘qiwsir‘}

　　当然，还可以这样操作：

>>> from pprint import pprint as pt>>> pt(a)
{‘book‘: ‘www.itdiffer.com‘, ‘goal‘: ‘from beginner to master‘, ‘lang‘: ‘python‘, ‘teacher‘: ‘qiwsir‘}

　　但是不管怎样，一定要让别人看得懂，且要过了若干时间，自己也还能看得懂。

深入探究

　　继续以pprint为例，深入研究：

>>> import pprint>>> dir(pprint)
[‘PrettyPrinter‘, ‘_StringIO‘, ‘__all__‘, ‘__builtins__‘, ‘__doc__‘, ‘__file__‘, ‘__name__‘, ‘__package__‘, ‘_commajoin‘, ‘_id‘, ‘_len‘, ‘_perfcheck‘, ‘_recursion‘, ‘_safe_repr‘, ‘_sorted‘, ‘_sys‘, ‘_type‘, ‘isreadable‘, ‘isrecursive‘, ‘pformat‘, ‘pprint‘, ‘saferepr‘, ‘warnings‘]

　　对dir()并不陌生，从结果中可以看到pprint的属性和方法。其中有的是以双画线、单画线开头的，为了不影响我们的视觉，先把它们去掉。

>>> [ m for m in dir(pprint) if not m.startswith(‘_‘) ]
[‘PrettyPrinter‘, ‘isreadable‘, ‘isrecursive‘, ‘pformat‘, ‘pprint‘, ‘saferepr‘, ‘warnings‘]

　　针对这几个，为了能够搞清楚它们的含义，可以使用help()，比如：

>>> help(isreadable)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>NameError: name ‘isreadable‘ is not defined

　　这样做是错误的。大家知道错在何处吗？

>>> help(pprint.isreadable)

　　前面是用import pprint方式引入模块的。

Help on function isreadable in module pprint：

isreadable(object)
    Determine if saferepr(object) is readable by eval().

　　通过帮助信息，能够查看到该方法的详细说明。可以用这种方法一个一个地查看，反正也不多，对每个方法都要熟悉。
　　需要注意的是，pprint.PrettyPrinter是一个类，后面的是方法。
　　再回头看看dir(pprint)的结果：

>>> pprint.__all__[‘pprint‘, ‘pformat‘, ‘isreadable‘, ‘isrecursive‘, ‘saferepr‘, ‘PrettyPrinter‘]

　　这个结果是不是很眼熟？除了"warnings"之外，跟前面通过列表解析式得到的结果一样。
　　其实，当我们使用from pprint import *的时候，就是将__all__里面的方法引入。

帮助、文档和源码

　　你能记住每个模块的属性和方法吗？比如前面刚刚查询过的pprint模块中的属性和方法，现在能背诵出来吗？相信大部分人是记不住的。所以，我们需要使用dir()和help()。

>>> print(pprint.__doc__)
Support to pretty-print lists, tuples, & dictionaries recursively.

Very simple, but useful, especially in debugging data structures.

Classes
-------PrettyPrinter()
    Handle pretty-printing operations onto a stream using a configured
    set of formatting parameters.

Functions
---------pformat()
    Format a Python object into a pretty-printed representation.pprint()
    Pretty-print a Python object to a stream [default is sys.stdout].saferepr()
    Generate a ‘standard‘ repr()-like value, but protect against recursive
    data structures.

　　pprint.__doc__是查看整个类的文档，还知道整个文档是写在什么地方的吗？
　　还是使用pm.py文件，增加如下内容：

#!/usr/bin/env python# coding=utf-8"""        #增加的
This is a document of the python module.  #增加的
"""        #增加的def lang():
    ...    #省略了，后面的也省略了

　　在这个文件的开始部分，所有类、方法和import之前，写一个用三个引号包裹着的字符串，这就是文档。

>>> import sys>>> sys.path.append("~/Documents/VBS/StarterLearningPython/2code")>>> import pm>>> print(pm.__doc__)

This is a document of the python module.

　　这就是撰写模块文档的方法，即在.py文件的最开始写相应的内容。这个要求应该成为开发者的习惯。
　　对于Python的标准库和第三方模块，不仅可以查看帮助信息和文档，而且还能够查看源码，因为它是开放的。
　　还是回到dir(pprint)中找一找，有一个__file__属性，它会告诉我们这个模块的位置：

>>> print(pprint.__file__)
/usr/lib/python3.4/pprint.py

　　接下来就可以查看这个文件的源码：

$ more /usr/lib/python3.4/pprint.py
#  Author:      Fred L. Drake, Jr.
……
"""Support to pretty-print lists, tuples, & dictionaries recursively.

Very simple, but useful, especially in debugging data structures.Classes
-------PrettyPrinter()    Handle pretty-printing operations onto a stream using a configured    set of formatting parameters.Functions
---------pformat()    Format a Python object into a pretty-printed representation.....
"""

　　这里只查抄了文档中的部分信息，是不是跟前面通过__doc__查看的结果一样呢？
　　请读者在闲暇时间阅读源码。事实证明，这种标准库中的源码是质量最好的。阅读高质量的代码是提高编程水平的途径之一。

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