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【Python基礎知識】Python模塊

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  • 2021-08-30 16:42:20
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模塊可以讓代碼有邏輯地組織起來。將相關代碼分組到一個模塊中,可以使代碼更易于理解和使用。模塊化編程是指將大型的編程任務分解為單獨的、較小的、更易于管理的子任務或模塊的過程。可以像拼積木一樣將各個模塊拼湊在一起,以創建更大的應用程序。

在大型的編程項目中,模塊化編程有幾個優點。

①簡便性:一個模塊通常不關注整個的龐大問題,而只關注問題的一小部分。如果將大型項目拆成一個個模塊,那么在處理單個模塊時,待解決的問題較小,更容易解決問題。模塊化編程會使開發大型軟件更加容易,并且不易出錯。

②可維護性:模塊通常經過精心設計,以便它們在不同問題域之間建立邏輯邊界。如果以最小化相互依賴性的方式編寫模塊,那么降低了修改單個模塊時對程序其他部分產生影響的可能性。這使得由許多程序員組成的團隊在大型項目上協同工作更加簡單。

③可重用性:單個模塊中定義的功能可以被應用程序的其他部分輕松地重用(通過定義適當的接口)。這樣就不需要編寫重復的代碼。

④作用域:模塊通常定義一個單獨的名稱的空間,這有助于避免程序不同區域中的標識符之間發生沖突。

模塊

在Python中,定義模塊的方式有以下三種:

①使用Python編寫模塊。

②使用C編寫模塊,并在運行時動態加載模塊,如re(正則表達式)模塊。

③內建模塊,固有地包含在Python解釋器中,如itertools模塊。

在這三種方式下,都以相同的方式訪問模塊的內容:使用import語句。本書將重點主要放在用Python編寫的模塊上。使用Python編寫模塊的構建極其簡單,需要做的就是創建一個包含合法Python代碼的文件,然后為該文件命名,.py為擴展名。例如,在當前目錄下新建一個名為module.py的文件:

  1. s = 'I love Python' 
  2. l = [123
  3.  
  4. def f(arg): 
  5.     print(arg) 
  6.  
  7. class C: 
  8.     pass 

在module.py中定義了以下對象:

①s是一個字符串。

②l是一個列表。

③f是一個函數。

④C是一個類。

打開交互式解釋器,可以通過導入模塊來訪問這些對象:

  1. >>> import module   # 導入之前定義的模塊 
  2. >>> # 訪問模塊中的對象 
  3. >>> print(module.s) 
  4. I love Python 
  5. >>> module.l 
  6. [123
  7. >>> module.f(123
  8. 123 
  9. >>> c = module.C() 
  10. >>> c 
  11. <module.C object at 0x10c465710

模塊搜索路徑

以上述示例的導入模塊語句import module為例,Python解釋器執行import語句時,將從以下路徑中搜索module.py:

①輸入腳本的目錄(如果以腳本模式運行)或當前目錄。

②PYTHONPATH環境變量(如果已設置)中包含的目錄列表(PYTHONPATH的格式取決于操作系統)。

③安裝Python時配置的與安裝相關的目錄列表。

在Python變量sys.path中,可以訪問生成的搜索路徑,該變量是從名為sys的模塊中獲取的:

  1. >>> import sys 
  2. >>> sys.path 
  3. ['''/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.7/lib/python37.zip',
  4.  '/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.7/lib/python3.7'
  5. '/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.7/lib/python3.7/lib-dynload'
  6. '/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.7/lib/python3.7/site-packages'

注意,sys.path的實際內容取決于安裝時的情況,因此,在不同計算機上的運行結果可能會有所不同。

為了確保可以找到模塊,需要執行以下操作之一:

①將module.py放入輸入腳本的目錄(如果以腳本模式運行)或當前目錄。

②在啟動Python解釋器之前,修改PYTHONPATH環境變量,以包含module.py所在的目錄,或者將module.py放入PYTHONPATH環境變量已經包含的目錄中。

③將module.py放入與安裝相關的目錄之一(可能沒有訪問權限,具體取決于操作系統)。

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