Python模块(Module)
⼀个Python Module(模块),是⼀个⽂件,包含了Python对象定义和Python语句(definitions and statements)。⽂件名就是模块名加上后缀.py,在模块内部,模块名存储在全局变量__name__中,是⼀个string,可以直接在module中通过__name__引⽤到module name。
module是为了重复使⽤⼀些对象,⽐如类,函数,⽽将这些对象定义放在⼀个.py⽂件中,或是将⼀个较⼤的⼯程裁缝为多个.py⽂件⽽易于维护,每⼀个.py⽂件都是⼀个module。
1,模块的定义和引⼊(import)
如下⼀个fibo.py⽂件
1print ("__name__ :", __name__)
2def fib(n):
3 a, b = 0, 1
4 result = []
5print ("in fib():", __name__)
6while (b<n):
7 result.append(b)
8 a, b = b, a+b
9print(result)
这个fibo.py就是⼀个module,它有⼀个函数定义fib(),和⼀个语句(statement),第⼀⾏的print语句,我们在当前⽂件⽬录运⾏Python Interpreter就可以去引⼊这个模块,并执⾏模块中定义的fib()函数。
>>> import fibo
('__name__ :', 'fibo') #print语句执⾏
>>> fibo.fib(10)
('in fib() :', 'fibo') #fib()函数执⾏
[1, 1, 2, 3, 5, 8]
可以看到,在import的时候,这个module的语句(statements)执⾏了,所定义的函数并未执⾏,在通过module名引⽤module中的函数定义时,函数才被执⾏
同样可以在⼀个script file中引⼊module,我们在fibo.py所在的⽬录创建另⼀个⽂件calculat.py
1from fibo import fib
2 for n in range(10, 50, 5):
3 fib(n)
然后⽤Python解释器运⾏calcute.py得到结果。
这⾥有两种import 语句,
⼀种是import module_name1 [as name1], module_name2 [as name2]
⼀种是from module_name import item1 [as name1], item2 [as name2]
2, module的加载
每个module都包含对象定义和⼀些语句(statements),这些语句应该是意图要来初始化这个module的,这些语句会在这个module第⼀次被import的时候执⾏(多次import只会执⾏⼀次,不管是以上两种import的语句中那⼀种),当这个module被作为⼀个script来运⾏的时候也会被执⾏。
每个module都有⾃⼰的private symbol table,当使⽤第⼀种import语句import⼀个module的时候,引⼊者的local symbol table就加⼊了这个module,其名字如果没有使⽤as的话就是被引⼊的模块名本⾝。使⽤第⼆种import语句这会在引⼊者的local symbol table中加⼊具体引⽤的item,其名称若没使⽤as则就为item的名称。
3,module搜索路径
当遇到⼀个名为xiaoyu的module需要import的时候,Python Interpreter⾸先搜寻built-in module中有没有叫这个名的,若是没有,则Interpreter会从⼀系列的⽬录中去搜寻这个module(也就是这个.py⽂件),这些⽬录值存储在sys.path中,⽽sys.path⼜是⽤这些值来初始化的:
当前⽬录,即input script所在的⽬录
环境变量PYTHONPATH中存储的值(PYTHONPATH的语法和PATH⼀样)
Python包的安装⽬录,⽐如我的服务器上django就安装在 /usr/local/lib/python2.7/dist-packages/中,s
ys.path含有这个⽬录
Python有⼀个标准库,其中定义了⼀系列的module,这些module中的⼀部分是直接集成在Interpreter中的,这些built-in module主要提供了很重要的但是Python语⾔⼜没有提供的功能,⽐如跟system call有关的sys module就集成在所有平台的Python Interpreter中,在Interpreter 中集成哪些module是可以配置的,并且随平台不同⽽有差别。
在启动Interpreter,sys.path被初始化后,我们可以对它进⾏修改
>>> import sys
>>> sys.path.append('/root/home/project/code/python')
4,把module作为script来执⾏
前⾯我们已经提到了关于module中语句的执⾏。这⾥要补充⼀点东西,通常⼀个script file指的是调⽤Python Interpreter时作为参数传递给Interpreter的⽂件,当然所有的.py⽂件都是⼀个module,这样的⼀个script或是module,其__name__会被Interpreter⾃动设置
为"__main__"。以下是⼀个测试:
1print ("__name__ :", __name__)
2def fib(n):
3 a, b = 0, 1
4 result = []
5print ("in fib() :", __name__)
6while (b<n):
7 result.append(b)
8 a, b = b, a+b
9print(result)
10
11if__name__ == "__main__":
import语句12import sys
13 fib(int(sys.argv[1]))
⽤Python Interpreter直接调⽤这个script
oot@AY1212240253255e84714:/home/project/code/python# python fibo.py 22
('__name__ :', '__main__')
('in fib() :', '__main__')
[1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21]
可以看到依然module的语句都会被执⾏,只是__name__的值⼀开始就变为了"__main__",给⼀个模块加上
if__name == "__main__":
常常是为了测试这个模块,因为这个语句块只有当module被作为script直接传给Interpreter的时候才会被执⾏。
上⾯例⼦中的12⾏import sys可以看出,Python并没有规定import语句必须写在module的最前⾯,只是习惯性的我们约定都写在最前⾯。
5. 内置dir()函数(built-in dir() function)
dir()函数可以⽤来查看⼀个module所定义的所有names,试验
>>> dir()
['__builtins__', '__doc__', '__name__', '__package__']
>>> import sys, fibo as fibo_local
('__name__ :', 'fibo')
>>> dir()
['__builtins__', '__doc__', '__name__', '__package__', 'fibo_local', 'sys']
>>> dir(fibo)
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'fibo' is not defined
>>> dir(fibo_local)
['__builtins__', '__doc__', '__file__', '__name__', '__package__', 'fib']
可以看到在import了fibo和sys后,并且fibo是⽤别名fibo_local来引⼊的,在引⼊者module中就定义了sys和fibo_local,可以看到dir(fibo)是抛了NameError异常的,fibo并没有被定义,定义的是fibo_local,这也可以看出import语句对local symbol table是怎样影响的。
6, 模块包(package)
包(package)可以理解为是组织起来的module的⼀个层次结构,也就是package是⼀个directory,它包含sub-package或者是module,⽽module是.py⽂件,要让Python Interpreter把⼀个⽬录作为package,则该⽬录下必须有__init__.py⽂件,__init__.py可以为空,当然也可以有对象定义和语句,⽤来做初始化⼯作,__init__.py还有个作⽤就是设置__all__变量。
package本⾝就可以来作为⼀个module使⽤,只是它所包含的sub-module或module可以通过package
name⽤dule的名称形式去引⽤,这更有利于组织⼀系列相关的module,避免module间定义的名称的混乱。
package在实际⼯程中⾮常常⽤,__init__.py也常常不会为空,⽽会有对象定义和初始化代码来让这个包,也就是这个module,包含其该有的item定义。以后我们会对package做更多了解。
参考:
1, modules
2, import语句
3, Python execution model 4, Python import system
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