Python模块(Module)详解

一时失言乱红尘 2022-01-27 06:15 259阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *  一、模块概念
     *  二、模块导入与使用
     *   *   *  2.0 准备工作
             *  2.1 import
             *   *  2.1.1 导入
                 *  2.1.2 使用
             *  2.2 from...import
             *   *  2.2.1 导入
                 *  2.2.2 使用
                 *  2.3 from...import \*
         *  三、模块扩展
         *   *  3.1 搜索路径
             *  3.2 加载顺序
             *  3.3 别名
             *  3.4 模块规范
         *  四、小结

## 一、模块概念 ##

> Python模块(Module)，是一个Python文件，以`.py`结尾，包含Python对象定义和Python语句。  
> 模块能定义函数、类和变量，也可以包含可执行的代码。

白话如下：

*  每一个以扩展名 `py` 结尾的 Python 源代码文件都是一个 模块
 *  模块名 同样也是一个 标识符，需要符合标识符的命名规则
 *  在模块中定义的 全局变量 、函数、类 都是提供给外界直接使用的 工具
 *  模块 就好比是 工具包，要想使用这个工具包中的工具，就需要先 `导入` 这个模块

## 二、模块导入与使用 ##

#### 2.0 准备工作 ####

编写模块：`wc_module01.py`，代码如下：

title = '旺财模块01'
    
    
    def say_hello():
        print('hello wc01')
    
    
    class Student:
        pass

编写模块：`wc_module02.py`，代码如下：

title = '旺财模块02'
    
    
    def say_hello():
        print('hello wc02')
    
    
    class Teacher:
        pass

#### 2.1 import ####

##### 2.1.1 导入 #####

可以通过`import`关键字导入模块，如下：

import module1,module2...

如果导入多个模块，以`逗号`相隔，不过不建议这么做，应采取`每个模块独占一行`的方式，如下：

import module1
    import module2
    ...

eg.

import wc_module01
    import wc_module02

##### 2.1.2 使用 #####

模块导入之后，可以通过`模块名.`方式使用提供的工具—**函数、类、全局变量**。  
示例如下：

import wc_module01
    import wc_module02
    
    wc_module01.say_hello()
    wc_module02.say_hello()
    print(wc_module01.title)
    print(wc_module02.title)
    print(wc_module01.Student())
    print(wc_module02.Teacher())

输出如下：

hello wc01
    hello wc02
    旺财模块01
    旺财模块02
    <wc_module01.Student object at 0x1030522e8>
    <wc_module02.Teacher object at 0x1030522e8>

#### 2.2 from…import ####

##### 2.2.1 导入 #####

如果希望从某一个模块导入部分指定工具，可以使用`from import`的方式，如下：

from 模块名 import 工具名

示例如下：

from wc_module01 import say_hello
    from wc_module02 import Teacher

##### 2.2.2 使用 #####

通过这种方式导入，不需要再通过`模块名`，可以直接使用其提供的工具—**函数、类、全局变量**  
示例如下：

from wc_module01 import say_hello
    from wc_module02 import Teacher
    
    say_hello()
    print(Teacher())

输出结果为：

hello wc01
    <wc_module02.Teacher object at 0x103937668>

##### 2.3 from…import \* #####

`from module import *`是指一次性导入模块的所有工具，该方式不建议使用，一个是效率问题，再一个也不方便问题排查，这里也就不再赘述了。

### 三、模块扩展 ###

#### 3.1 搜索路径 ####

当导入一个模块时，Python解释器对模块的搜索(加载)顺序如下：

1.  当前目录
2.  如果不在当前目录，Python则搜索shell变量`PYTHONPATH`下的每个目录
3.  如果都搜索不到，Python则会查看默认路径，在`Linux`中，默认路径一般为`/usr/local/lib/python/`

有了如上加载顺序，我们在开发过程中，也需要主要模块名的命名，不要与**系统的模块名**重名。  
示例：

import random
    
    # 生成一个 0～10 的数字
    rand = random.randint(0, 10)
    
    print(rand)

如果当前目录存在`random.py`文件的话，那么此时程序运行就会挂掉了。因为这个时候，Python解释器会加载当前目录下的`random.py`，而不会加载系统的`random`模块。

#### 3.2 加载顺序 ####

如果两个模块存在**同名函数**，那么后导入的模块会覆盖之前导入模块的函数，其他全局变量、类也是同样的道理。

在开发时，导入模块相关代码应统一写在代码的顶部，通过开发工具，更能及时发现问题。

#### 3.3 别名 ####

如果**模块名过长**或**两个模块存在同名冲突**时，可以通过`as`关键字给其中一个模块起别名的方式解决。

from 模块名 import 工具名 as 别名

这样，后续可以通过**别名**进行模块工具的调用。  
示例如下：

from wc_module01 import say_hello as hello01
    
    hello01()

#### 3.4 模块规范 ####

通过之前的描述，已经知道，每一个python文件都是一个模块，那么在导入模块时，模块中所有**没有任何缩进的代码**都会被执行一遍。  
在实际开发中，模块开发人员会做一些测试代码，而这些测试代码又不希望在模块被引用时被动执行，此外对于调用者来说，是不应该看到或执行这些测试代码的，那么应该怎么做呢？

接下来，`__name__`隆重出场了。

*  `__name__`是Python的一个内置属性，记录着一个字符串
 *  如果是被其他文件导入的，`__name__`的值就是模块名
 *  如果是当前执行的程序，那么`__name__`的值就是`__main__`

因此，在很多Python文件中会看到以下格式的代码：

# 导入模块
    # 定义全局变量
    # 定义类
    # 定义函数
    
    # 在代码的最下方
    def main():
        # ...
        pass
    
    # 根据 __name__ 判断是否执行下方代码
    if __name__ == "__main__":
        main()

这样，既方便模块开发者测试，又不会对引入该模块者造成影响。

### 四、小结 ###

Python中模块开发的好处多多，优点多多，总结起来如下：

*  提高了代码的可维护性
 *  提取重复或工具代码，提高开发效率
 *  通过`as`关键字，可以在不同模块存在相同的函数名和变量名。但切记不要和系统内置的模块名称重复。