Python基础教程系列之–Python模块

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本文属于《Python基础教程》文章系列,该系列共包括以下 26 部分:
  1. Python基础教程系列目录
  2. Python基础教程系列之–Python 简介
  3. Python基础教程系列之–Python环境搭建
  4. Python基础教程系列之–Python 基础语法
  5. Python基础教程系列之–Python 变量类型
  6. Python基础教程系列之–Python 运算符
  7. Python基础教程系列之–Python 条件语句
  8. Python基础教程系列之–Python 循环语句
  9. Python基础教程系列之–Python While循环语句
  10. Python基础教程系列之–Python for 循环语句
  11. Python基础教程系列之–Python 循环嵌套
  12. Python基础教程系列之–Python break 语句
  13. Python基础教程系列之–Python continue 语句
  14. Python基础教程系列之–Python pass 语句
  15. Python基础教程系列之–Python 数字
  16. Python基础教程系列之–Python 字符串
  17. Python基础教程系列之–Python 列表(List)
  18. Python基础教程系列之–Python 元组
  19. Python基础教程系列之–Python 字典(Dictionary)
  20. Python基础教程系列之–Python 日期和时间
  21. Python基础教程系列之–Python函数
  22. Python基础教程系列之–Python模块
  23. Python基础教程系列之–Python 文件I/O
  24. Python基础教程系列之–Python 异常处理
  25. Python基础教程系列之–Python 文件I/O
  26. Python基础教程系列之–Python 异常处理
系列详情请看:《Python基础教程》:

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Python模块

模块让你能够有逻辑地组织你的Python代码段。

把相关的代码分配到一个 模块里能让你的代码更好用,更易懂。

模块也是Python对象,具有随机的名字属性用来绑定或引用。

简单地说,模块就是一个保存了Python代码的文件。模块能定义函数,类和变量。模块里也能包含可执行的代码。

例子

一个叫做aname的模块里的Python代码一般都能在一个叫aname.py的文件中找到。下例是个简单的模块support.py。

def print_func( par ):
   print "Hello : ", par


import 语句

想使用Python源文件,只需在另一个源文件里执行import语句,语法如下:

import module1[, module2[,... moduleN]

当解释器遇到import语句,如果模块在当前的搜索路径就会被导入。

搜索路径是一个解释器会先进行搜索的所有目录的列表。如想要导入模块hello.py,需要把命令放在脚本的顶端:

#!/usr/bin/python
 
# 导入模块
import support
 
# 现在可以调用模块里包含的函数了
support.print_func("Zara")

以上实例输出结果:

Hello : Zara

一个模块只会被导入一次,不管你执行了多少次import。这样可以防止导入模块被一遍又一遍地执行。


From…import 语句

Python的from语句让你从模块中导入一个指定的部分到当前命名空间中。语法如下:

from modname import name1[, name2[, ... nameN]]

例如,要导入模块fib的fibonacci函数,使用如下语句:

from fib import fibonacci

这个声明不会把整个fib模块导入到当前的命名空间中,它只会将fib里的fibonacci单个引入到执行这个声明的模块的全局符号表。


From…import * 语句

把一个模块的所有内容全都导入到当前的命名空间也是可行的,只需使用如下声明:

from mod_name import *

这提供了一个简单的方法来导入一个模块中的所有项目。然而这种声明不该被过多地使用。


定位模块

当你导入一个模块,Python解析器对模块位置的搜索顺序是:

  • 当前目录

  • 如果不在当前目录,Python则搜索在shell变量PYTHONPATH下的每个目录

  • 如果都找不到,Python会察看默认路径。UNIX下,默认路径一般为/usr/local/lib/python/

模块搜索路径存存储在system模块的sys.path变量中。变量里包含当前目录,PYTHONPATH和由安装过程决定的默认目录。


PYTHONPATH变量

作为环境变量,PYTHONPATH由装在一个列表里的许多目录组成。PYTHONPATH的语法和shell变量PATH的一样。

在Windows系统,典型的PYTHONPATH如下:

set PYTHONPATH=c:\python20\lib;

在UNIX系统,典型的PYTHONPATH如下:

set PYTHONPATH=/usr/local/lib/python


命名空间和作用域

变量是拥有匹配对象的名字(标识符)。命名空间是一个包含了变量名称们(键)和它们各自相应的对象们(值)的字典。

一个Python表达式可以访问局部命名空间和全局命名空间里的变量。如果一个局部变量和一个全局变量重名,则局部变量会覆盖全局变量。

每个函数都有自己的命名空间。类的方法的作用域规则和通常函数的一样。

Python会智能地猜测一个变量是局部的还是全局的,它假设任何在函数内赋值的变量都是局部的。

因此,如果要给全局变量在一个函数里赋值,必须使用global语句。

global VarName的表达式会告诉Python, VarName是一个全局变量,这样Python就不会在局部命名空间里寻找这个变量了。

例如,我们在全局命名空间里定义一个变量money。我们再在函数内给变量money赋值,然后Python会假定money是一个局部变量。然而,我们并没有在访问前声明一个局部变量money,结果就是会出现一个UnboundLocalError的错误。取消global语句的注释就能解决这个问题。

#!/usr/bin/python
 
Money = 2000
def AddMoney():
   # 想改正代码就取消以下注释:
   # global Money
   Money = Money + 1
 
print Money
AddMoney()
print Money


dir()函数

dir()函数一个排好序的字符串列表,内容是一个模块里定义过的名字。

返回的列表容纳了在一个模块里定义的所有模块,变量和函数。如下一个简单的实例:

#!/usr/bin/python
 
# 导入内置math模块
import math
 
content = dir(math)
 
print content;

以上实例输出结果:

['__doc__', '__file__', '__name__', 'acos', 'asin', 'atan', 
'atan2', 'ceil', 'cos', 'cosh', 'degrees', 'e', 'exp', 
'fabs', 'floor', 'fmod', 'frexp', 'hypot', 'ldexp', 'log',
'log10', 'modf', 'pi', 'pow', 'radians', 'sin', 'sinh', 
'sqrt', 'tan', 'tanh']

在这里,特殊字符串变量__name__指向模块的名字,__file__指向该模块的导入文件名。


globals()和locals()函数

根据调用地方的不同,globals()和locals()函数可被用来返回全局和局部命名空间里的名字。

如果在函数内部调用locals(),返回的是所有能在该函数里访问的命名。

如果在函数内部调用globals(),返回的是所有在该函数里能访问的全局名字。

两个函数的返回类型都是字典。所以名字们能用keys()函数摘取。


reload()函数

当一个模块被导入到一个脚本,模块顶层部分的代码只会被执行一次。

因此,如果你想重新执行模块里顶层部分的代码,可以用reload()函数。该函数会重新导入之前导入过的模块。语法如下:

reload(module_name)

在这里,module_name要直接放模块的名字,而不是一个字符串形式。比如想重载hello模块,如下:

reload(hello)


Python中的包

包是一个分层次的文件目录结构,它定义了一个由模块及子包,和子包下的子包等组成的Python的应用环境。

考虑一个在Phone目录下的pots.py文件。这个文件有如下源代码:

#!/usr/bin/python
 
def Pots():
   print "I'm Pots Phone"

同样地,我们有另外两个保存了不同函数的文件:

  • Phone/Isdn.py 含有函数Isdn()

  • Phone/G3.py 含有函数G3()

现在,在Phone目录下创建file __init__.py:

  • Phone/__init__.py

当你导入Phone时,为了能够使用所有函数,你需要在__init__.py里使用显式的导入语句,如下:

from Pots import Pots
from Isdn import Isdn
from G3 import G3

当你把这些代码添加到__init__.py之后,导入Phone包的时候这些类就全都是可用的了。

#!/usr/bin/python
 
# Now import your Phone Package.
import Phone
 
Phone.Pots()
Phone.Isdn()
Phone.G3()

以上实例输出结果:

I'm Pots Phone
I'm 3G Phone
I'm ISDN Phone

如上,为了举例,我们只在每个文件里放置了一个函数,但其实你可以放置许多函数。你也可以在这些文件里定义Python的类,然后为这些类建一个包。

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