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计算机编程模块详解,模块的导入和使用

2019-05-05 16:59 来源:未知

from ... import ...

from import 的时候发生了什么 仍然相当于执行了整个py文件
在import的时候命名空间的变换

计算机编程 1

 

计算机编程 2

 

重命名 as
一行导入多个名字 导入了什么 就能使用什么 不导入的变量 不能使用 不导入并不意味着不存 而是没有建立文件到模块中其他名字的引用
from 模块 import *
* 和 __all__ 的相关性 __all__可以控制*导入的内容

from my_module import *
login()
from my_module import name
print(name)

    import 包.包.模块

一 模块

模块:

 

补充:dir()函数

内建函数dir是用来查找模块中定义的名字,返回一个有序字符串列表

import my_module
dir(my_module)

 

如果没有参数,dir()列举出当前定义的名字

dir()不会列举出内建函数或者变量的名字,它们都被定义到了标准模块builtin中,可以列举出它们,

import builtins
dir(builtins)

 

1.把模块当成脚本运行 : 从本模块中反射本模块中的变量

if __name__ == '__main__':
所有不需要调用就能执行的内容

import sys
getattr(sys.modules[__name__],'要反射的变量名')

  为什莫要有包  : 当提供的功能 比较复杂,一个py文件写不下的时候

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

import

import 的时候发生了什么
在import的时候命名空间的变换
重命名 as
一行导入多个模块

 

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.

模块的创建和导入;

import my_module  要导入一个py文件的名字,但是不加.py后缀名
import my_module  模块的名字必须要满足变量的命名规范
一般情况下 模块都是小写字母开头的名字

  from 文件名 import * : 模块内所有的名字都会同名引用

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

1 提示:导入模块时到底执行了什么?
2 
3 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.
4 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

1 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。

 

4.重新加载模块 已经导入的模块即便被修改在程序执行过程中也不会生效

importlib.reload(aaa) # 表示重新加载
reload这种方式可以强制程序再重新导入这个模块一次
非常不推荐你使用

  什么是模块

3.2.3

也支持导入多行

1 from my_module import (read1,
2                   read2,
3                   money)

 

PEP8规范:

所有的模块导入都应该尽量放在这个文件的开头
模块的导入也是有顺序的
先导入内置模块
再导入第三方模块
最后导入自定义模块

  在本文件中对全局变量的修改是完全不会影响到模块中的变量引用的

3.4 模块搜索路径

python解释器在启动时会自动加载一些模块,可以使用sys.modules查看

在第一次导入某个模块时(比如my_module),会先检查该模块是否已经被加载到内存中(当前执行文件的名称空间对应的内存),如果有则直接引用

如果没有,解释器则会查找同名的内建模块,如果还没有找到就从sys.path给出的目录列表中依次寻找my_module.py文件。

所以总结模块的查找顺序是:内存中已经加载的模块->内置模块->sys.path路径中包含的模块

sys.path的初始化的值来自于:

The directory containing the input script (or the current directory when no file is specified).
PYTHONPATH (a list of directory names, with the same syntax as the shell variable PATH).
The installation-dependent default.

需要特别注意的是:我们自定义的模块名不应该与系统内置模块重名。虽然每次都说,但是仍然会有人不停的犯错。 

在初始化后,python程序可以修改sys.path,路径放到前面的优先于标准库被加载。

1 >>> import sys
2 >>> sys.path.append('/a/b/c/d')
3 >>> sys.path.insert(0,'/x/y/z') #排在前的目录,优先被搜索

注意:搜索时按照sys.path中从左到右的顺序查找,位于前的优先被查找,sys.path中还可能包含.zip归档文件和.egg文件,python会把.zip归档文件当成一个目录去处理。

#首先制作归档文件:zip module.zip foo.py bar.py

import sys
sys.path.append('module.zip')
import foo,bar

#也可以使用zip中目录结构的具体位置
sys.path.append('module.zip/lib/python')

#windows下的路径不加r开头,会语法错误
sys.path.insert(0,r'C:UsersAdministratorPycharmProjectsa')

至于.egg文件是由setuptools创建的包,这是按照第三方python库和扩展时使用的一种常见格式,.egg文件实际上只是添加了额外元数据(如版本号,依赖项等)的.zip文件。

需要强调的一点是:只能从.zip文件中导入.py,.pyc等文件。使用C编写的共享库和扩展块无法直接从.zip文件中加载(此时setuptools等打包系统有时能提供一种规避方法),且从.zip中加载文件不会创建.pyc或者.pyo文件,因此一定要事先创建他们,来避免加载模块是性能下降。

 

官网解释

#官网链接:https://docs.python.org/3/tutorial/modules.html#the-module-search-path
搜索路径:
当一个命名为my_module的模块被导入时
    解释器首先会从内建模块中寻找该名字
    找不到,则去sys.path中找该名字

sys.path从以下位置初始化
执行文件所在的当前目录
PTYHONPATH(包含一系列目录名,与shell变量PATH语法一样)
依赖安装时默认指定的

注意:在支持软连接的文件系统中,执行脚本所在的目录是在软连接之后被计算的,换句话说,包含软连接的目录不会被添加到模块的搜索路径中

在初始化后,我们也可以在python程序中修改sys.path,执行文件所在的路径默认是sys.path的第一个目录,在所有标准库路径的前面。这意味着,当前目录是优先于标准库目录的,需要强调的是:我们自定义的模块名不要跟python标准库的模块名重复,除非你是故意的,傻叉。

 

模块的分类:

第三方模块/扩展模块:没在安装python解释器的时候安装的那些功能

自定义模块:你写的功能如果是一个通用的功能,那你就把它当做一个模块

内置模块:安装python解释器的时候跟着装上的那些方法

 6. 在使用反射自己模块中的内容的时候:

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 语句相当于import,也会创建新的名称空间,但是将my_module中的名字直接导入到当前的名称空间中,在当前名称空间中,直接使用名字就可以了、

 1 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
'''

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
==========
'''

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
'''

2.模块搜索路径 sys.path

模块没导入之前在哪儿? 在硬盘上

安装python
python整个包的结构不变
它会记录一个安装目录
其他所有目录都是根据安装目录来写死的
除了你当前运行的脚本所在的目录和pycharm在你打开项目的时候给你添加进来的项目根目录
剩余所有都是python内置的目录
内置模块的导入
第三方模块的导入
内置模块的导入和第三方模块的导入都不需要你操心了
自定义的模块能否被导入
看sys.path当中 是否存在你要导入的文件 所在的目录

总结:

模块的搜索路径全部存储在sys.path列表中,导入模块的顺序,是从前到后找到一个符合条件的模块就立即停止不再向后寻找

如果要导入的模块和当前执行的文件同级,直接导入即可

如果要导入的模块和当前执行的文件不同级,需要把要导入模块的绝对路径添加到sys.path列表中

      import sys

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

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
'''

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。

 

5.模块的循环引用 - 不允许

在模块的导入中 不要产生循环引用问题
如果发生循环导入了
就会发现明明写在这个模块中的方法,确偏显示找不到

  当模块中导入的方法或者变量和本文件重名的时候,那么这个名字只代表最后一次对他赋值

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
'''

什么是模块:

  • 有的功能开发者自己无法完成,这样的话需要借助已经实现的函数类来完成这些功能
  • 你实现不了的功能都由别人替你实现了
  • 操作系统打交道
  • 和时间
  • 1000取随机数
  • 压缩一个文件
  • 和网络通信
  • 别人写好的一组功能 文件夹/py文件/C语言编译好的一些编译文件

 3.  from 文件名 import 方法名(from my_module import login)

3.如何使用模块?

为什么要有模块?

 

  • 分类 管理方法
  • 节省内存
  • 提供更多的功能

 

3.2.2

也支持as

1 from my_module import read1 as read

模块相关的其他知识

    from 包.包 import 模块

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>
'''

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.pyc编译文件

python的执行
解释 - 编译
当一个文件作为一个脚本被导入的时候
就会在这个文件所在的目录的__pycache__下生成一个编译好的文件
为了之后导入这个文件的时候直接读这个编译好的pyc文件就可以
可以节省一些导入时候的时间

    绝对导入;

3.5 编译python文件

为了提高加载模块的速度,强调强调强调:提高的是加载速度而绝非运行速度。python解释器会在__pycache__目录中下缓存每个模块编译后的版本,格式为:module.version.pyc。通常会包含python的版本号。例如,在CPython3.3版本下,my_module.py模块会被缓存成__pycache__/my_module.cpython-33.pyc。这种命名规范保证了编译后的结果多版本共存。

 

Python检查源文件的修改时间与编译的版本进行对比,如果过期就需要重新编译。这是完全自动的过程。并且编译的模块是平台独立的,所以相同的库可以在不同的架构的系统之间共享,即pyc使一种跨平台的字节码,类似于JAVA火.NET,是由python虚拟机来执行的,但是pyc的内容跟python的版本相关,不同的版本编译后的pyc文件不同,2.5编译的pyc文件不能到3.5上执行,并且pyc文件是可以反编译的,因而它的出现仅仅是用来提升模块的加载速度的。

 

python解释器在以下两种情况下不检测缓存
  1 如果是在命令行中被直接导入模块,则按照这种方式,每次导入都会重新编译,并且不会存储编译后的结果(python3.3以前的版本应该是这样)

python -m my_module.py

  2 如果源文件不存在,那么缓存的结果也不会被使用,如果想在没有源文件的情况下来使用编译后的结果,则编译后的结果必须在源目录下 

提示:

1.模块名区分大小写,foo.py与FOO.py代表的是两个模块

2.你可以使用-O或者-OO转换python命令来减少编译模块的大小

 

-O转换会帮你去掉assert语句
-OO转换会帮你去掉assert语句和__doc__文档字符串
由于一些程序可能依赖于assert语句或文档字符串,你应该在在确认需要的情况下使用这些选项。

3.在速度上从.pyc文件中读指令来执行不会比从.py文件中读指令执行更快,只有在模块被加载时,.pyc文件才是更快的

4.只有使用import语句是才将文件自动编译为.pyc文件,在命令行或标准输入中指定运行脚本则不会生成这类文件,因而我们可以使用compieall模块为一个目录中的所有模块创建.pyc文件

模块可以作为一个脚本(使用python -m compileall)编译Python源

python -m compileall /module_directory 递归着编译
如果使用python -O -m compileall /module_directory -l则只一层

命令行里使用compile()函数时,自动使用python -O -m compileall

详见:https://docs.python.org/3/library/compileall.html#module-compileall

  导入和使用模块的过程: 计算机编程 3 

3.2.5 模块的循环引用问题

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?

可以,但是最好不要这样。

    第三方模块/扩展模块:没在安装python解释器的时候安装的那些功能

3.1.5

在一行导入多个模块

import sys,os,re

   在import 之后再修改被导入的模块程序感知不到,导入文件的行为不会因为源文件的改动

3.2 from ... import...

import sys
import my_module

#sys.modules
#{'sys':文件的内存地址, 'my_module':my_module的地址,
#   '__main__':当前执行文件所在地址}    
#存储了所有导入的文件的名字和这个文件的内存地址

3.2.6 模块的加载与修改

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')

import time,importlib
import aa

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

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

 

 3.1.4

为模块名起别名,相当于m1=1;m2=m1 

 

#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挑选读取模块,例如

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

   当一个文件作为一个脚本被导入时就会在这个文件所在目录的__pycache__下生成一个

3.3 把模块当做脚本执行 

我们可以通过模块的全局变量__name__来查看模块名:
当做脚本运行:
__name__ 等于'__main__'

当做模块导入:
__name__= 模块名

作用:用来控制.py文件在不同的应用场景下执行不同的逻辑
if __name__ == '__main__':

def fib(n):   
    a, b = 0, 1
    while b < n:
        print(b, end=' ')
        a, b = b, a b
    print()

if __name__ == "__main__":
    print(__name__)
    num = input('num :')
    fib(int(num))

    包.包.模块 import 模块

  在模块导入中,不要产生循环引用问题

  为什莫要有模块

      使用了相对导入的模块只能被当做模块执行不能被当做脚本执行

      print(sys.path)

    些导入时候的时间

  from...import... :  from  import  的时候发生了什么  在import的时候命名空间的变换

    使用这个包中的模块

  7. sys.path

      sys.module[__name__](这句话写在哪个文件里就代表着哪个文件的命名空间)

 

一, 模块

  导入多个再重命名 : from 文件名 import 方法名 as 新方法名 , 方法名/变量名 as 新name

 

      修改sys.path

    

    内置模块:安装python解释器的时候跟着装上去的那些功能

    节省内存 ; 管理分类方法 ; 提供更多功能

    一个模块能不能被导入,就看sys.path中是否有这个模块所在的绝对路径

    编译好的文件为了之后导入这个文件的时候直接读这个编译好的pyc文件就可以节省一

 

  所有变量都未定义)

     import相当于执行了这个模块所在的py文件

  from import 仍然相当于执行了整个py文件

  导入了什么就执行什么,不导入的变量不能使用,但是不导入并不意味着不存在,而是没有建立

       重命名  一行导入多个..  from 模块 import *  * 和__all__的相关性

 4. __all__ = [' ']  可以控制 * 导入的内容,该内容应写在引号内,(因为此方法需要写在文件首,

  模块分为哪几种

import sys
lst = __file__.split('/')
base_path = '/'.join(lst[:-2])
sys.path.append(base_path)    #Python解释器相关
from core import main

if __name__ '__main__'


启动一个文件,这个文件通过启动导入其他文件,所有导入的文件是一个程序
由一个Python解释器来解释,

所有的文件都加载到一块内存空间中一些解释器中的全局变量,应该是这个
程序共享

      修改 import 语句

    自定义模块:自己写的一个通用的功能,就可以把它当做一个模块

 7. pyc编译文件和重新加载模块

    (importlib.reload()  表示重新加载)

  import 文件名  要导入一个py文件的名字,但是不加 .py 后缀名

    导入不成功:

  import :  import 的时候发生了什么  在import的时候命名空间的变换

  模块的名字必须要满足变量名的命名规范

 

 8. 模块的循环引用

      import  模块

   文件到模块中其他名字的引用

   一个模块不可以重复次导入

  

  导入模块

 5. 把模块当成脚本运行

    至少拥有一个__init__.py

   

  如果发生循环导入就会发现明明写在这个模块的方法,显示找不到

计算机编程 4

       重命名  一行导入多个模块

    相对导入

 1. 梗概

  模块的重命名:

 

 

    有的功能开发者无法自己完成,需要借助已经实现的函数/类来完成这些功能

    如果希望导入包之后模块能够正常的使用 那么需要自己在init文件中做一些导入,才能保证导入包时能够

  运行py文件的两种方式 : 1.以模块的形式运行  2. 直接运行 / 以脚本的形式运行

 2. 模块的创建和导入

 

   import  文件名 as 新文件名  (此处并非把改变这个模块的模块名,只是改变了引用的名字)

  在编写py文件的时候所有不在函数和类中封装的内容都应该写在

  "__main__" : 获取当前文件的内存地址

    而改变

    if __name__ == '__main__' : 下面

  包中有什么

  导入包(相当于执行了包下面的 __init__.py)

  导入顺序 : 内置模块  第三方模块  自定义模块

  导入多个模块  需用 , 隔开  (此方式不符合PEP8规范)

  什么是包  : 集合了一组py文件 提供了一组复杂功能

  的那个方法或者变量

二, 包

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