12.1 什麼是模塊
當代碼量變得很大,我們把代碼分成若干有組織的代碼段(模塊),利用python調入已有模塊,實現代碼重用
12.2 模塊和文件
模塊名.py
12.2.1 模塊名稱空間
一個名稱空間就是一個從名稱到對象的關係映射集合
例如:string模塊中的atoi()函數就是string.atoi()
如果我自己的模塊mymodule裏創建了一個atoi()函數,那麼他的名字應該是mymodule.atoi()
12.2.2 搜索路徑和路徑搜索:
>>> import xxx
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
ImportError: No module named xxx
發送這種錯誤,解釋器會告訴你它無法訪問請求的模塊,可能原因是模塊不在搜索路徑例,從而導致了路徑搜索失敗
默認搜索路徑是在編譯或是安裝時指定的
一個是啓動Python的shell或命令行的PYTHON環境變量
顯示加載的默認搜索路徑
>>> import sys
>>> sys.path
['', '/usr/lib/python2.7', '/usr/lib/python2.7/plat-linux2', '/usr/lib/python2.7/lib-tk', '/usr/lib/python2.7/lib-old', '/usr/lib/python2.7/lib-dynload', '/usr/local/lib/python2.7/dist-packages', '/usr/lib/python2.7/dist-packages']
例子:
-------------------------------------
>>> import sys
>>> import mymodule
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
ImportError: No module named mymodule
>>> sys.path
['', '/usr/lib/python2.7', '/usr/lib/python2.7/plat-linux2', '/usr/lib/python2.7/lib-tk', '/usr/lib/python2.7/lib-old', '/usr/lib/python2.7/lib-dynload', '/usr/local/lib/python2.7/dist-packages', '/usr/lib/python2.7/dist-packages']
>>> sys.path.append("/home/root/python")
>>> sys.path
['', '/usr/lib/python2.7', '/usr/lib/python2.7/plat-linux2', '/usr/lib/python2.7/lib-tk', '/usr/lib/python2.7/lib-old', '/usr/lib/python2.7/lib-dynload', '/usr/local/lib/python2.7/dist-packages', '/usr/lib/python2.7/dist-packages', '/home/root/python']
-------------------------------------
使用sys.modules可以找到當前導入了哪些模塊以及他們來自什麼地方,和sys.path不同,sys.modules是一個字典,使用模塊名作爲鍵(key),對應物理地址作爲值(value)
>>> sys.modules
{'copy_reg': <module 'copy_reg' from '/usr/lib/python2.7/copy_reg.pyc'>, 'sre_compile': <module 'sre_compile' from '/usr/lib/python2.7/sre_compile.pyc'>, '_sre': <module '_sre' (built-in)>, 'encodings': <module 'encodings' from '/usr/lib/python2.7/encodings/__init__.pyc'>, 'site': <module 'site' from '/usr/lib/python2.7/site.pyc'>, '__builtin__': <module '__builtin__' (built-in)>, 'sysconfig': <module 'sysconfig' from '/usr/lib/python2.7/sysconfig.pyc'>, '__main__': <module '__main__' (built-in)>, 'encodings.encodings': None, 'abc': <module 'abc' from '/usr/lib/python2.7/abc.pyc'>, 'posixpath': <module 'posixpath' from '/usr/lib/python2.7/posixpath.pyc'>, '_weakrefset': <module '_weakrefset' from '/usr/lib/python2.7/_weakrefset.pyc'>, 'errno': <module 'errno' (built-in)>, 'encodings.codecs': None, 'sre_constants': <module 'sre_constants' from '/usr/lib/python2.7/sre_constants.pyc'>, 're': <module 're' from '/usr/lib/python2.7/re.pyc'>, '_abcoll': <module '_abcoll' from '/usr/lib/python2.7/_abcoll.pyc'>, 'types': <module 'types' from '/usr/lib/python2.7/types.pyc'>, '_codecs': <module '_codecs' (built-in)>, 'encodings.__builtin__': None, '_warnings': <module '_warnings' (built-in)>, 'genericpath': <module 'genericpath' from '/usr/lib/python2.7/genericpath.pyc'>, 'stat': <module 'stat' from '/usr/lib/python2.7/stat.pyc'>, 'zipimport': <module 'zipimport' (built-in)>, '_sysconfigdata': <module '_sysconfigdata' from '/usr/lib/python2.7/_sysconfigdata.pyc'>, 'warnings': <module 'warnings' from '/usr/lib/python2.7/warnings.pyc'>, 'UserDict': <module 'UserDict' from '/usr/lib/python2.7/UserDict.pyc'>, 'encodings.utf_8': <module 'encodings.utf_8' from '/usr/lib/python2.7/encodings/utf_8.pyc'>, 'sys': <module 'sys' (built-in)>, 'codecs': <module 'codecs' from '/usr/lib/python2.7/codecs.pyc'>, 'readline': <module 'readline' from '/usr/lib/python2.7/lib-dynload/readline.so'>, '_sysconfigdata_nd': <module '_sysconfigdata_nd' from '/usr/lib/python2.7/_sysconfigdata_nd.pyc'>, 'os.path': <module 'posixpath' from '/usr/lib/python2.7/posixpath.pyc'>, 'sitecustomize': <module 'sitecustomize' from '/usr/lib/python2.7/sitecustomize.pyc'>, 'signal': <module 'signal' (built-in)>, 'traceback': <module 'traceback' from '/usr/lib/python2.7/traceback.pyc'>, 'linecache': <module 'linecache' from '/usr/lib/python2.7/linecache.pyc'>, 'posix': <module 'posix' (built-in)>, 'encodings.aliases': <module 'encodings.aliases' from '/usr/lib/python2.7/encodings/aliases.pyc'>, 'exceptions': <module 'exceptions' (built-in)>, 'sre_parse': <module 'sre_parse' from '/usr/lib/python2.7/sre_parse.pyc'>, 'os': <module 'os' from '/usr/lib/python2.7/os.pyc'>, '_weakref': <module '_weakref' (built-in)>}
12.3 名稱空間
12.3.1 名稱空間與變量作用域比較
12.3.2 名稱查找,確定作用域,覆蓋
訪問一個屬性時,解釋器必須在三個名稱空間中找
1.名稱空間 2.全局名稱空間 3.內建名稱空間
例:
>>> def foo():
... print "\ncalling foo()..."
... bar = 200
... print "in foo(), bar is ", bar
...
>>> bar = 100
>>> print "in __main__, bar is", bar
in __main__, bar is 100
>>> foo()
calling foo()...
in foo(), bar is 200
foo()函數局部名稱空間裏的bar變量覆蓋了全局的bar變量.
12.3.3 無限制的名稱空間
Python的一個特性在於你可以在任何需要放置數據的地方獲得一個名稱空間.
>>> def foo():
... pass
...
>>> foo.__doc__ = "Oops,forgot to add doc str above!"
>>> foo.version = 0.2
12.4 導入模塊
12.4.1 語句
使用import 語句導入模塊,它的語法如下所示:
import module1
import module2[
.
.
import moduleN
也可以在一行導入多個模塊
import module1[, module2[,... moduleN]]
12.4.2 from-import 語句:
在模塊裏導入指定的模塊屬性,也就是把指定名稱導入到當前作用域
from module import name1[, name2[,... nameN]]
12.4.3 多行導入
從一個模塊導入許多屬性時,import行會越來越長,直到自動換行,而且只需一個 \
from Tkiner import Tk, Frame, Button, Entry, Canvas, \
Text,LEFT,DISABLED,NORMAL,RIDGE,END
12.4.4 擴展的import語句(as)
有時候你導入的模塊或是模塊屬性名稱已經在你程序中使用,或你不想使用導入的名字,或太長不便輸入,所以普遍解決方案是把模塊賦值給一個變量:
import longmodulename
short = longmodulename
del longmodulename
上邊的例子,我們沒有使用longmodulename.attribute,而使用short.attibute來訪問相同的對象
更好的方法是可以使用擴展的import,你就可以在導入的同時制定局部綁定名字
import Tkinter
替換成:
import Tkinter as tk
from cgi import FieldStorage
替換成:
from cgi import FieldStorage as form
12.5 模塊導入的特性
12.5.1 載入時執行模塊
12.5.2 導入(import)和加載(load)
一個模塊只被加載依次,無論它被導入多少次,所以加載只在第一次導入時發生
12.5.3 導入到當前名稱空間的名稱
調用from-import 可以把名字導入當前名稱空間去,從而不需要使用屬性/句點屬性標示來訪問模塊的標識符
例如:你需要訪問模塊module中的var名字:
from module import var
使用單個var就可以訪問它自身,把var導入到名稱空間後就再沒必要引用模塊了
當然你也可以把指定模塊的所有名稱導入到當前名稱空間裏:
from module import *
12.5.4 被導入到導入者作用域的名字:
# vi imptee.py
-------------------
foo = 'abc'
def show():
print 'foo from imptee:',foo
-------------------
# vi impter.py
-------------------
from imptee import foo,show
show()
foo = 123
print 'foo from impter:',foo
show()
-------------------
# python impter.py
------------------------
foo from imptee: abc
foo from impter: 123
foo from imptee: abc
-------------------------
運行導入者,foo變量沒有改變
解決辦法:使用import和完整的標識符名稱(句點屬性標示)
# impter_new.py
-------------------
import imptee
imptee.show()
imptee.foo = 123
print 'foo from impter:',imptee.foo
imptee.show()
-------------------
# python impter_new.py
foo from imptee: abc
foo from impter: 123
foo from imptee: 123
12.5.5 關於__future__
使用from-import語句"導入"新特性,用戶可以嘗試一下新特性,以便在特性固定下來時修改程序,語法:
from __future__ import new_feature
12.5.6 警告框架
12.5.7 從ZIP文件中導入模塊
12.5.8 "新的"導入鉤子
12.6 模塊內建函數
12.6.1 __import__()
它作爲實際上導入模塊的函數,意味着import語句調用__import__()函數完成它的工作,提供這個函數式爲了讓有需要的用戶覆蓋它,實現自定義的導入算法
__import__(module_name[, globals[, locals[, fromlist]]])
調用import sys語句可以使用下邊的語法完成:
>>> sys = __import__('sys')
12.6.2 globals()和locals()
這兩個內建函數分別返回調用者全局和局部名稱空間的字典,在一個函數內部,局部名稱空間代表在函數執行時候定義的所有名字,locals()函數返回的就是包含這些名字的字典,globals()會返回函數可訪問的全局名字
>>> def foo():
... print '\ncalling foo()...'
... aString = 'bar'
... anInt = 42
... print "foo()'s globals:", globals().keys()
... print "foo()'s locals:",locals().keys()
...
>>> print "__main__'s globals:", globals().keys()
__main__'s globals: ['__builtins__', '__package__', 'sys', '__name__', 'foo', '__doc__']
>>> print "__main__'s locals:", locals().keys()
__main__'s locals: ['__builtins__', '__package__', 'sys', '__name__', 'foo', '__doc__']
>>> foo()
calling foo()...
foo()'s globals: ['__builtins__', '__package__', 'sys', '__name__', 'foo', '__doc__']
foo()'s locals: ['anInt', 'aString']
12.6.3 reload()
reload()內建函數可以重新導入一個可以導入的模塊,語法如下
reload(module)
12.7 包
包是一個有層次的文件目錄結構,它定義了一個由模塊和子包組成的Python應用程序執行環境
1.爲平臺的名稱空間加入有層次的組織結構
2.允許程序員把有聯繫的模塊組合到一起
3.允許分發者使用目錄結構而不是一大堆混亂的文件
4.幫助解決有衝突的模塊名稱
與類和模塊相同,×××使用句點屬性標示來訪問他們的元素,使用標準的import和from-import語句導入包中的模塊
12.7.1 目錄結構:
Phone/
__init__.py
common_util.py
Voicedta/
__init__.py
Pots.py
Isdn.py
Fax/
__init__.py
G3.py
Mobile/
__init__.py
Analog.py
igital.py
Pager/
__init__.py
Numeric.py
Phone是最頂層的包,Voicedta等是他的子包,我們可以這樣導入子包:
import Phone.Mobile.Analog
Phone.Mobile.Analog.dial()
可使用from-import 實現不同需求的導入:
第一種方法是隻導入頂層的子包,然後使用屬性/點操作符鄉下引用子包樹:
from Phone import Moble
Moble.Analog.dial("555-1212")
此外,我們可以還引用更多的子包:
from Phone.Mobile import Analog
Analog.dial("555-1212")
事實上,你可以移植沿子包的樹狀結構導入:
from Phone.Mobile.Analog import dial
dial('555-1212')
12.7.2 使用from-import導入包
包同樣支持from-import all語句:
from package.module import *
12.7.3 絕對導入
12.7.4 相對導入
絕對導入特性限制了模塊作者的一些特權,失去了import語句的自由,必須有新的特性來滿足程序員的需求,所以用import語句表示絕對導入,from-import語句表示相對導入
舊版本寫法:
import Analog
from Analog import dial
新版本寫法:
from Phone Mobile Analog import dial
from .Analog import dial
from ..common_util import setup
from ..Fax import G3.dial
12.8 模塊的其他特性:
12.8.1 自動載入模塊
sys.modules變量包含一個由當前載入到解釋器的模塊組成的字典,模塊作爲鍵,位置作爲值
>>> import sys
>>> sys.modules.keys()
['copy_reg', 'sre_compile', '_sre', 'encodings', 'site', '__builtin__', 'sysconfig', '__main__', 'encodings.encodings', 'abc', 'posixpath', '_weakrefset', 'errno', 'encodings.codecs', 'sre_constants', 're', '_abcoll', 'types', '_codecs', 'encodings.__builtin__', '_warnings', 'genericpath', 'stat', 'zipimport', '_sysconfigdata', 'warnings', 'UserDict', 'encodings.utf_8', 'sys', 'codecs', 'readline', '_sysconfigdata_nd', 'os.path', 'sitecustomize', 'signal', 'traceback', 'linecache', 'posix', 'encodings.aliases', 'exceptions', 'sre_parse', 'os', '_weakref']
12.8.2 阻止屬性導入
如果你不想讓某個模塊屬性被"from module import *" 導入,那麼你可以給你不想導入的屬性名稱加上一個下劃線(_).不過如果你導入了整個模塊或是你顯式的導入某個屬性(例如 import foo._bar),這個隱藏數據的方法就不起作用了
12.8.3 不區分大小的導入
12.8.4 原代碼編譯
一個UTP-8編碼的文件可以這麼顯式:
#!/usr/bin/env python
#-*- coding: UTP_8 -*-
如果你執行或導入了包含非ASCII的Unicode字符串而沒有在文件頭部說明,那麼你會在Python2.3得到一個DeprecationWarning 2.5會報語法錯誤
12.8.5 導入循環
# omh4cli.py
-------------------------
from cli4vof import cli4vof
# command line interface utility function
def cli_util():
pass
# overly massive handlers for the command line interface
def omh4cli():
.
.
cli4vof()
.
.
omh4cli()
---------------------------
在我們的例子中,如果加入一個"新功能",我們將創建一個新的cli4vof.py,而不是把新內容集成到omh4cli.py裏:
---------------------
import omh4cli
# command-line interface for a very outstanding feature
def cli4vof():
omh4cli.cli_util()
---------------------
我們解決方法只是把import語句移到cli4vof()函數內部:
def cli4vof():
import omh4cli
omh4cli.cli_util()
這樣,從omh4cli()導入cli4vof()模塊會順利完成,在omh4cli()被調用前它會被正確導入,只有在執行到cli4vof.cli4vof()時候纔會導入omh4cli模塊
12.8.5 模塊執行
有很多方法可以執行一個Python模塊:通過命令行shell,execfile(),模塊導入,解釋器的 -m選項
12.9 相關模塊
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