python模块讲解_python模块详解
使用python時，常常會涉及到庫的調(diào)用，這就需要掌握模塊的基本知識。
本文分為如下幾個部分概念說明
模塊的簡單調(diào)用
包的導(dǎo)入
特殊的__init__.py文件
導(dǎo)入模塊的搜索路徑
__all__
絕對引用與相對引用
import運行本質(zhì)
if __name__ == '__main__'
概念說明
這里厘清python中模塊、庫、包之間的概念差異模塊(module)其實就是py文件，里面定義了一些函數(shù)、類、變量等
包(package)是多個模塊的聚合體形成的文件夾，里面可以是多個py文件，也可以嵌套文件夾
庫是參考其他編程語言的說法，是指完成一定功能的代碼集合，在python中的形式就是模塊和包
模塊的簡單調(diào)用
比如我們有一個trymodule的文件夾，里面有一個first.py文件，文件中的內(nèi)容如下
a = 1
def myfun(s):
print(s + 1)
在trymodule的文件夾下打開命令行窗口（按住shift單擊鼠標右鍵，選擇“在此處打開命令窗口”），輸入python進入命令行交互模式
>>> import first
>>> a
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
NameError: name 'a' is not defined
>>> first.a
1
>>> first.myfun(2)
3
所以說first.py文件就是一個模塊，可以用import導(dǎo)入，里面變量都要用first.前綴來引用，如果想不使用這個前綴可以這樣
>>> from first import a
>>> a
1
其他用法如下
# 重命名
>>> from first import myfun as addone
>>> addone(4)
5
# 導(dǎo)入模塊中全部變量
>>> from first import *
>>> myfun(2)
3
# 一次導(dǎo)入多個變量
>>> from first import a, myfun
>>> a
1
包的導(dǎo)入
在trymodule文件夾中新建folder1文件夾，我們想讓folder1文件夾成為一個包。文件夾里新建abcd.py文件，文件中內(nèi)容如下
b = 2
class Myclass:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
def get_info(self):
print('my name is{name}and age is{age}'.format(name = self.name, age = self.age))
此時在folder1文件夾中新建一個__init__.py文件，否則程序會將這個文件夾當(dāng)成普通文件夾來處理而不是一個包。這個__init__.py文件中可以什么都不填。
注：python3.3+已經(jīng)可以省略掉空白的__init__.py 文件。
此時文件結(jié)構(gòu)如下
trymodule
│ first.py
├───folder1
│ │ abcd.py
│ │ __init__.py
我們還是在trymodule文件夾下打開命令行，進入python交互模式
我們來看一下下面幾種導(dǎo)入方式
>>> import folder1
>>> folder1.abcd.b
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
AttributeError: module 'folder1' has no attribute 'abcd'
>>> from folder1 import abcd
>>> bob = abcd.Myclass(name = 'Bob', age = 20)
>>> bob.name
'Bob'
>>> bob.get_info()
my name is Bob and age is 20
>>> from folder1.abcd import b
>>> b
2
>>> import folder1.abcd
>>> abcd.b
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
NameError: name 'abcd' is not defined
>>> folder1.abcd.b
2
>>> import folder1.abcd as aa
>>> aa.b
2
注意：只是導(dǎo)入包不能隨便使用其中的模塊，要導(dǎo)入到具體模塊或者變量的層次
文件夾與文件之間可以用.也可以用from import格式，而文件與里面的變量之間只能用from import格式，即不能import folder1.abcd.b
特殊的__init__.py文件
__init__.py文件其實是一個特殊的文件，它相當(dāng)于名為folder1模塊，即如果使用import folder1則可以調(diào)用在__init__.py文件文件中定義的變量。
將__init__.py文件編寫如下
from folder1.abcd import b
c = 3
在trymodule文件夾下打開命令行，進入python交互模式
>>> import folder1
>>> folder1.c
3
>>> folder1.b
2
>>> from folder1 import b
>>> b
2
對比之前的from folder1.abcd import b，使用__init__.py文件可以將常用的一些變量、函數(shù)、甚至模塊導(dǎo)入以方便調(diào)用。
導(dǎo)入模塊的搜索路徑
用import hello時，python會搜尋hello.py文件，搜索順序如下首先搜尋內(nèi)置模塊是否有hello（所以我們定義的模塊名不要和內(nèi)置模塊相同）
如果內(nèi)置模塊沒有，則看下面這些目錄里有沒有
>>> import sys
>>> sys.path
['', 'C:\\Program Files\\Anaconda3\\python35.zip', 'C:\\Program Files\\Anaconda3\\DLLs', 'C:\\Program Files\\Anaconda3\\lib', 'C:\\Program Files\\Anaconda3', 'C:\\Program Files\\Anaconda3\\lib\\site-packages', 'C:\\Program Files\\Anaconda3\\lib\\site-packages\\Sphinx-1.4.6-py3.5.egg', 'C:\\Program Files\\Anaconda3\\lib\\site-packages\\snownlp-0.12.3-py3.5.egg', 'C:\\Program Files\\Anaconda3\\lib\\site-packages\\win32', 'C:\\Program Files\\Anaconda3\\lib\\site-packages\\win32\\lib', 'C:\\Program Files\\Anaconda3\\lib\\site-packages\\Pythonwin', 'C:\\Program Files\\Anaconda3\\lib\\site-packages\\setuptools-27.2.0-py3.5.egg']
其中第一個''表示當(dāng)前的工作路徑，我們可以看出安裝的第三方包所在路徑('C:\\Program Files\\Anaconda3\\lib\\site-packages')也在這個列表之中，所以無論工作路徑在哪里，都能搜尋到這些包。
如果想添加搜索路徑，可以參考這篇文章
__all__
首先要明確，import *的方式無法導(dǎo)入以下劃線開頭的變量名
__init__.py文件內(nèi)容更改如下
from folder1.abcd import b
c = 3
_e = 4
python交互模式下
>>> from folder1 import *
>>> c
3
>>> _e
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
NameError: name '_e' is not defined
而如果指定導(dǎo)入是可以的
>>> from folder1 import c
>>> c
3
>>> from folder1 import _e
>>> _e
4
如果定義了__all__，則import *就可以導(dǎo)入下劃線開頭的變量
__init__.py文件內(nèi)容更改如下
from folder1.abcd import b
__all__ = ['c', '_e']
c = b + 1
_e = 4
python交互模式下
>>> from folder1 import *
>>> b
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
NameError: name 'b' is not defined
>>> c
3
>>> _e
4
可見import *只會導(dǎo)入__all__中指定的變量，無論是否以下劃線開頭。這樣限制可以防止import *命令導(dǎo)入太多變量污染命名空間，過濾掉一些中間變量如b
絕對引用與相對引用
python中的import分為絕對引用和相對引用兩種。它們之間的差異在于，引用模塊時 定位被引用模塊位置 的方式不同絕對引用是通過.的連接，指定出最高級文件（夾），到目標文件的絕對路徑。我們上面的所有用法都屬于絕對引用。
而相對引用是 指定待引用模塊與當(dāng)前文件的相對位置，.表示上一級文件
絕對引用類似這樣from folder.abcd import myclass
相對引用類似這樣from .abcd import myclass
在實際使用中，無論是絕對導(dǎo)入還是相對導(dǎo)入都要注意，如何導(dǎo)入與被調(diào)用位置有關(guān)。
以下面的文件結(jié)構(gòu)為例
folder1
│ first1.py
│ first2.py
└─folder2
| second1.py
| second2.py
└─folder3
| third1.py
| third2.py
下面分為兩種情況
1.folder1是一個項目，運行這個項目需要在folder1文件夾中打開cmd，運行python first1.py
# first1.py
from first2 import sth # OK
from folder1.first2 import sth # ERROR
from .first2 import sth # ERROR
from folder2.second1 import sth # OK
# second1.py
from folder2.second2 import sth # OK
from .second2 import sth # OK
from second2 import sth # ERROR
(注意first1引用first2 與 second1引用second2 的區(qū)別)
2.folder1是一個包，一般使用時，是在外面的文件夾中import這個包
# first1.py
from folder1.first2 import sth # OK
from .first2 import sth # OK
from first2 import sth # ERROR
from . import first2 # OK
import .first2 # ERROR
from folder1.folder2 import second1 # OK
from .folder2 import second1 # OK
# second1.py
from folder1.folder2 import second2 # OK
from . import second2 # OK
from .. import first1 # OK
from ..folder3 import third1 # OK
規(guī)律絕對引用就是從包的位置一直往下，寫到目標文件位置
相對引用，用.代替當(dāng)前文件所在目錄，用..代替再上一級目錄，用點來回溯，之后往下寫到目標文件位置。
.只能放在from后，不能放import后。
相對引用的好處在于，代碼中不需要出現(xiàn)folder1這個名稱，因此當(dāng)包的名稱改變時，里面代碼不需要做任何改變；或者有的用戶要裝兩個版本的包，把其中一個版本的包重命名了，此時使用相對引用也不會出問題。
另外，以second1.py為例，如果其中有一些相對引用的代碼，在folder1的上一層文件夾調(diào)用
python folder1/folder2/second1.py
這時相當(dāng)于在folder2文件夾中調(diào)用second1.py文件，會報錯。但如果像下面這樣就可以正常運行
python -m folder1.folder2.second1
import運行本質(zhì)
使用import語句，要明確兩件事
（1）執(zhí)行導(dǎo)入模塊命令時，會首先檢查待導(dǎo)入的模塊是否在當(dāng)前已有模塊之中，如果有則跳過import。因此模塊之間相互引用不會導(dǎo)致無限循環(huán)。
查看當(dāng)前已導(dǎo)入模塊使用下面方法
import sys
sys.modules
得到結(jié)果是一個字典，鍵是模塊名，值是文件所在路徑
（2）import語句與文件執(zhí)行
在這樣的文件結(jié)構(gòu)下
trymodule
│ first.py
├───folder1
│ │ abcd.py
│ │ __init__.py
folder1是一個package，abcd是一個moduleimport folder1 只是導(dǎo)入package，相當(dāng)于執(zhí)行__init__.py文件
from folder import abcd則執(zhí)行了__init__.py文件文件與abcd.py文件
from folder1.abcd import b其實也執(zhí)行了__init__.py文件文件與abcd.py文件
（要知道執(zhí)行了什么，可以在這些文件之中添加print語句，看是否打印出結(jié)果）
知道這個執(zhí)行原理，可以更好理解前面得到的一些結(jié)論首先是在__init__.py文件中什么都沒有的情況下，import folder1無法調(diào)用abcd模塊中的變量，是因為相當(dāng)與運行了一個空文件，沒有將整個包導(dǎo)入工作空間
abcd模塊中定義了print語句后，import兩次，只有第一次會print出值，說明第二次檢查出模塊已在導(dǎo)入之列，忽略了這條import命令
一個例子import numpy as np，之后可以這樣調(diào)用np.random.normal()
但import skimage，不可以調(diào)用skimage.io.imread()，要import skimage.io才可以
這是因為numpy文件夾中的_init_.py文件中有一句from . import random；而skimage沒有
更多運行細節(jié)可以參考這篇文章
if __name__ == '__main__'
我們經(jīng)常會在別人的代碼中發(fā)現(xiàn)if __name__ == '__main__'，為了理解它的作用，我們來看下面的例子
在folder1文件夾下新建new.py文件，里面內(nèi)容為
print(__name__)
在folder1文件夾下打開命令行，輸入
python new.py
返回結(jié)果是__main__
在trymodule文件夾下打開命令行，進入python交互模式
>>> from folder1 import new
folder1.new
>>> print(__name__)
__main__
>>> print(new.__name__)
folder1.new
上面測試結(jié)果說明直接運行文件和import文件是有差異的，差異在于二者的__name__變量不同。__name__變量是一個特殊的變量，每個py文件運行時都會對應(yīng)一個__name__變量，即使在交互模式下也可以查看這個變量值。
所以if __name__ == '__main__'的作用就很好理解了，即import時不執(zhí)行下面的代碼，只有在直接執(zhí)行這個文件時才運行之后的代碼。這算是一種約定俗成的寫法，如果不怕文件被import，可以不用這個。
專欄信息
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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的python模块讲解_python模块详解的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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