Python 3 模块

Python 模块(Module)，是一个 Python 文件，以 .py 结尾，包含了 Python 对象定义和Python语句。

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。

模块能定义函数，类和变量，模块里也能包含可执行的代码。

示例

下例是个简单的模块 support.py：

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

import 语句

模块的引入

模块定义好后，我们可以使用 import 语句来引入模块，语法如下：

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

比如要引用模块 math，就可以在文件最开始的地方用 import math 来引入。在调用 math 模块中的函数时，必须这样引用：

模块名.函数名

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 support.py，需要把命令放在脚本的顶端：

test.py 文件代码：

#!/usr/bin/python3

# Import module support
import support

# Now you can call defined function that module as follows
support.print_func("Jiyik")

以上实例输出结果：

Hello : Jiyik

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：

#!/usr/bin/python3

# Fibonacci numbers module

def fib(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
>>> from fib import fib
>>> fib(100)
[1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89]

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 modname 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。

例如我们想一次性引入 math 模块中所有的东西，语句如下：

from math import *

将模块作为脚本执行

在模块内，模块的名称（作为字符串）可用作全局变 _name_ 的值。模块中的代码将被执行，就像您导入它一样，但 _name_ 设置为“__main__”。

在模块末尾添加此代码 -

#!/usr/bin/python3

# 斐波那契数列模块

def fib(n):
   result = []
   a, b = 0, 1
   while b < n:
      result.append(b)
      a, b = b, a + b
   return result
if __name__ == "__main__":
   f = fib(100)
   print(f)

运行示例

上述代码执行结果如下：

[1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89]

搜索路径

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:\python34\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，如果要给函数内的全局变量赋值，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 语句前的注释符就能解决这个问题。

#!/usr/bin/python3

Money = 2000
def AddMoney():
   # Uncomment the following line to fix the code:
   # 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/python3

# Import built-in module math
import math

content = dir(math)
print (content)

运行示例

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。

包是一种分层的文件目录结构，它定义了单个 Python 应用程序环境，该环境由模块和子包和子子包等组成。

考虑 在电话目录中可用的文件Pots.py。该文件具有以下源代码行 -

#!/usr/bin/python3

def Pots():
   print ("I'm Pots Phone")

类似地，我们还有另外两个具有不同功能的同名文件 -

• 具有函数 Isdn() 的电话/Isdn.py文件
• 具有函数 G3() 的电话/G3.py文件

现在，在Phone目录中再创建一个文件 _init_.py -

• 电话/_init_.py

要在导入 Phone 时使所有功能可用，您需要在 _init_.py 中放置显式导入语句，如下所示 -

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

将这些行添加到 _init_.py 后，导入 Phone 包时所有这些类都可用。

#!/usr/bin/python3

# 现在倒入Phone 包
import Phone

Phone.Pots()
Phone.Isdn()
Phone.G3()

执行上述代码时，会产生以下结果 -

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

在上面的示例中，我们以每个文件中的单个函数为例，但是你可以在文件中保留多个函数。还可以在这些文件中定义不同的 Python 类，然后可以从这些类中创建自己的包。