Python学习（五）—— 模块

待我称王封你为后i 2022-03-25 13:48 260阅读 0赞

### 一、模块和包 ###

在Python中有模块和包的概念：

<table style="width:700px;"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th style="width:144px;">模块</th> 
   <td style="width:555px;"> <p>一个<span style="color:#f33b45;">.py文件</span>就是一个<span style="color:#f33b45;">模块（Module）</span></p> <p>模块的命名规则：</p> <p>（1）遵循Python变量命名规范，不要使用中文、特殊字符。</p> <p>（2）模块名不要和系统模块名冲突，最好先查看系统是否已存在该模块，检查方法是在Python交互环境执行import abc，若成功则说明系统存在此模块。</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th style="width:144px;">包</th> 
   <td style="width:555px;">定义包（Package）是为了解决<span style="color:#f33b45;">模块命名冲突</span>的问题。包也可以理解为目录，即将模块放置于不同的目录中，目录我们可以任意定义。每一个目录下必须包含<span style="color:#f33b45;">__init__.py</span>文件，该文件可为空，也可以包含代码。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

目录示意图如下：

mycompany            //顶层目录
     ├─ web              //次级目录
     │  ├─ __init__.py   
     │  ├─ utils.py
     │  └─ www.py
     ├─ __init__.py      
     ├─ abc.py
     └─ xyz.py

### 二、使用模块 ###

1.Python模块的标准文件模板：

#!/usr/bin/env python3                 //允许该文件在Unix/Linux/Mac上运行
    # -*- coding: utf-8 -*-                //表示.py文件本身使用标准UTF-8编码
    
    ' a test module '                      //一个字符串，表示模块的文档注释，任何模块代码的第一个字符串都被视为模块的文档注释
    
    __author__ = 'Michael Liao'            //使用__author__变量表示作者名字
    
    import sys                             //导入sys模块
    
    def test():
        args = sys.argv                    //sys模块的argv变量，用list存储了命令行的所有参数
        if len(args)==1:
            print('Hello, world!')
        elif len(args)==2:
            print('Hello, %s!' % args[1])
        else:
            print('Too many arguments!')
    
    if __name__=='__main__':               //当我们在命令行运行该模块文件时，Python接收器把一个特殊变变量__name__置为__main__，而如果在其他地方导入该模块时，if判断将失败，因此，这种if测试可以让一个模块通过命令行运行时可执行一些而外的代码，最常见的就是运行测试
        test()

2.作用域：

在一个模块中，我们可能会定义很多函数和变量，但有的函数和变量我们希望给别人使用（public属性），有的函数和变量我们希望仅仅在模块内部使用（private属性）。在Python中，是通过\_前缀来实现的。

实际上，Python并没有一种方法可以完全限制访问private函数或变量，而是约定熟成的：

<table style="width:700px;"> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th style="width:113px;">类型</th> 
   <th style="width:586px;">例子</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td style="width:113px;">public</td> 
   <td style="width:586px;"> <p>（1）正常变量：abc、x123、PI...</p> <p>（2）特殊变量：__author__、__name__、__doc__...</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="width:113px;">private</td> 
   <td style="width:586px;"> <p>内部变量形如<span style="color:#f33b45;">_xxx</span>和<span style="color:#f33b45;">__xxx</span>：_abc、__abc</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 三、安装第三方模块 ###

1.安装第三方模块的方法

（1）第一种方法：pip

首先确保系统上已经安装了pip包管理工具。如果你使用的是Max或Linux，系统本身自带了pip；如果你使用的是Windows系统，在安装Python时将pip和Add python.exe to Path勾选上。

pip命令格式如下：（在cmd窗口中键入）

<table style="width:700px;"> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>命令</th> 
   <th>含义</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>pip</td> 
   <td>显示pip所有的参数使用方法</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>where pip</td> 
   <td>查询pip的安装路径</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>pip -V</td> 
   <td>查看pip的版本号</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>pip list</td> 
   <td>查看已经安装的第三方库</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>pip install 库名(=版本号)</td> 
   <td>安装第三方库</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>pip show 库名</td> 
   <td>查看安装库的详细信息</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>pip uninstall 库名</td> 
   <td>卸载第三方库</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>python -m pip uninstall pip</td> 
   <td>卸载pip</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

（2）第二种方法：Anaconda

Anaconda是一个基于Python的数据处理和科学计算平台，它已经内置了许多非常有用的第三方库。

在官网[https://www.anaconda.com/][https_www.anaconda.com]上下载并直接安装，Anaconda会把系统Path中的python指向自己自带的Python，并且Anaconda安装的第三方模块会安装在Anaconda自己的路径下，不影响系统已安装的Python目录。

安装好Anaconda后，重新打开cmd窗口，输入python，可以看到Anaconda的信息：

┌────────────────────────────────────────────────────────┐
                            │Command Prompt - python                           - □ x │
                            ├────────────────────────────────────────────────────────┤
                            │Microsoft Windows [Version 10.0.0]                      │
                            │(c) 2015 Microsoft Corporation. All rights reserved.    │
                            │                                                        │
                            │C:\> python                                             │
                            │Python 3.6.3 |Anaconda, Inc.| ... on win32              │
                            │Type "help", ... for more information.                  │
                            │>>> import numpy                                        │
                            │>>> _                                                   │
                            │                                                        │
                            │                                                        │
                            │                                                        │
                            └────────────────────────────────────────────────────────┘

可以尝试直接`import numpy`等已安装的第三方模块。

2.模块搜索路径

（1）查看模块搜索路径

当我们加载一个模块时，默认情况下，Python解释器会搜索当前目录、所有已安装的内置模块和第三方模块，搜索路径存放在sys模块的path变量中：

>>> import sys
    >>> sys.path
    ['', '/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.6/lib/python36.zip', '/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.6/lib/python3.6', ..., '/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.6/lib/python3.6/site-packages']

如果在指定的目录下查找不到，就会报错：

>>> import mymodule
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 1, in <module>
    ImportError: No module named mymodule

（2）添加模块搜索路径：两种方法

第一种方法是直接修改sys.path，添加要搜索的目录：（这种方法是在运行时修改，运行结束后失效）

>>> import sys
    >>> sys.path.append('/Users/michael/my_py_scripts')

第二种方法是设置环境变量PYTHONPATH，该环境变量的内容会被自动添加到模块搜索路径中。设置方式和设置Path环境变量类似。注意只需要添加自己的搜索路径，Python自己本身的搜索路径不受影响。

[https_www.anaconda.com]: https://www.anaconda.com/