Python/模块与包之模块

1.什么是模块？

模块就是py文件

2.为什么要用模块？

如果在解释器上进行编码，把解释器关闭之前写的文件就不存在了，如果使用模块的话就能永久保存在磁盘中。

3.如何使用模块？

3.1 import    通过import导入要使用的模块

 1 #spam.py
 2 print(‘from the spam.py‘)
 3
 4 money=1000
 5
 6 def read1():
 7     print(‘spam->read1->money‘,1000)
 8
 9 def read2():
10     print(‘spam->read2 calling read‘)
11     read1()
12
13 def change():
14     global money
15     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里 第二次和第三次的导入就不会起作用

import spam
import spam
import spam

我们可以从sys.module中找到当前已经加载的模块，sys.module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。

实例文件：

print(‘from the spam‘)

xx=11

def n():
    print("look ")

def n1():
    print(‘took‘)

def change():
    global xx
    xx=0

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

冲突测试一import spam
xx=112
print(spam.xx)

执行结果

from the spam
11

Process finished with exit code 0

冲突测试二import spam
def n():
    print(‘------‘)
spam.n()

执行结果
from the spam
look 

Process finished with exit code 0

冲突测试三import spam
xx=111
spam.change()
print(xx)

执行结果
from the spam
111

Process finished with exit code 0

总结：首次导入模块时会做三件事：

1.为源文件（spam模块）创建新的名称空间，在spam中定义的函数和方法若是使用到了globa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好的代码，见初始导入import spam

3.创建名字spam来引用该命名空间

为模块起别名，方便调用使用：

起别名只在当前模块中有用

improt 和 from ... improt 都支持as  为模块起别名

import spam as sm

print（sm.money）

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_fromat==‘xml‘:
    import xmreader as reader
elif fil _fromat==‘csv‘:
    import csvreader as reader
data=reader.read_date(filename)

3.2 from ....import...

对比import spam，会将源文件的名称空间‘spam‘带到当前名称空间中，使用时必须是spam.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spam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 spam import n,n1

这样在当前位置就直接使用n，n1函数了，执行时仍然以spam文全局名称空间

测试一from spam import n
xx=222
n()

执行结果
from the spam
look 11

测试二from spam import  n1
def n():
    print(‘good‘)
n1()

执行结果
from the spam
took
look 11

如果当前有重名read1或者read2，那么会有覆盖效果。

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 spam import xx,n
xx=123   # 将当前位置的名字xx绑定到了123
print(xx)     #打印当前名字
n()   #读取spam.py中名字xx 仍然为11

执行结果
from the spam
123
look 11

Process finished with exit code 0

from spam improt * 把spam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*是导入全部，很有可能会覆盖掉你之前定义好的名字，而且可读性极其的差，在交互式环境中导入时没有问题

 1 from spam import * #将模块spam中所有的名字都导入到当前名称空间
 2 print(xx)
 3 print(n)
 4 print(n1)
 5 print(change)
 6
 7 ‘‘‘
 8 执行结果:
 9 from the spam.py
10 11
11 <function n at 0x1012e8158>
12 <function n1 at 0x1012e81e0>
13 <function change at 0x1012e8268>

可以使用__all__来控制*（用于新版本）

在spam.py中新增一行

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

考虑到性能的原因，每个模块只被导入一次,放入字典sys.module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.module中删除一个模块不就可以卸载了吗，注意了，你删了sys.module中的模块对象仍然可能被其他程序的组件所引用，因而不会被清楚。

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‘)

1 import time,importlib
2 import aa
3
4 time.sleep(20)
5 # importlib.reload(aa)
6 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

3.3  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__=

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):    # write Fibonacci series up to n
    a, b = 0, 1
    while b < n:
        print(b, end=‘ ‘)
        a, b = b, a+b
    print()

def fib2(n):   # return Fibonacci series up to n
    result = []
    a, b = 0, 1
    while b < n:
        result.append(b)
        a, b = b, a+b
    return result

if __name__ == "__main__":
    import sys
    fib(int(sys.argv[1]))

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

模块查找顺序是先查找内存--------->没有就查找内建--------->然后查找路径-------->在没有找到就会报错。

3.5  标准模块

python提供了一个标准模块库，一些模块被内置到解释器中，这些提供了不属于语言核心部分的操作的访问，但它们是内置的，无论是为了效率还是提供对操作系统原语的访问。这些模块集合是依赖于底层平台的配置项，如winreg模块只能用于windows系统。特别需要注意的是，sys模块内建在每一个python解释器

sys.ps1
sys.ps2
这俩只在命令行有效，得出的结果，标识了解释器是在交互式模式下。

变量sys.path是一个决定了模块搜索路径的字符串列表，它从环境变量PYTHONOATH中初始化默认路径，如果PYTHONPATH没有设置则从内建中初始化值，我们可以修改它
sys.path.append

import os
os.path.normpath(path)  #规范化路径，转换path的大小写和斜杠

a=‘/Users/jieli/test1/\\\a1/\\\\aa.py/../..‘
print(os.path.normpath(a))
‘‘‘
打印结果：
\Users\jieli\test1
‘‘‘

#具体应用
import os,sys
possible_topdir = os.path.normpath(os.path.join(
    os.path.abspath(__file__),
    os.pardir, #上一级
    os.pardir,
    os.pardir
))
sys.path.insert(0,possible_topdir)

3.6  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 spam
dir(spam)

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)