Python编程之模块
来源:互联网 发布:战舰世界新墨西哥数据 编辑:程序博客网 时间:2024/06/08 03:35
在Python中,一个.py文件就称之为一个模块(Module)
每一个包目录下面都会有一个__init__.py
的文件,这个文件是必须存在的,否则,Python就把这个目录当成普通目录,而不是一个包。__init__.py
可以是空文件,也可以有Python代码,因为__init__.py
本身就是一个模块,而它的模块名就是mycompany
一、使用模块
Python本身就内置了很多非常有用的模块,只要安装完毕,这些模块就可以立刻使用。
我们以内建的sys
模块为例,编写一个hello
的模块:
#!/usr/bin/env python# -*- coding: utf-8 -*-' a test module '__author__ = 'Michael Liao'import sysdef test(): args = sys.argv if len(args)==1: print 'Hello, world!' elif len(args)==2: print 'Hello, %s!' % args[1] else: print 'Too many arguments!'if __name__=='__main__': test()
第1行和第2行是标准注释,第1行注释可以让这个hello.py
文件直接在Unix/Linux/Mac上运行,第2行注释表示.py文件本身使用标准UTF-8编码;
第4行是一个字符串,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;
第6行使用__author__
变量把作者写进去,这样当你公开源代码后别人就可以瞻仰你的大名;
以上就是Python模块的标准文件模板,当然也可以全部删掉不写,但是,按标准办事肯定没错。
后面开始就是真正的代码部分。
你可能注意到了,使用sys
模块的第一步,就是导入该模块:
import sys
导入sys
模块后,我们就有了变量sys
指向该模块,利用sys
这个变量,就可以访问sys
模块的所有功能。
sys
模块有一个argv
变量,用list存储了命令行的所有参数。argv
至少有一个元素,因为第一个参数永远是该.py文件的名称,例如:
运行python hello.py
获得的sys.argv
就是['hello.py']
;
运行python hello.py Michael
获得的sys.argv
就是['hello.py', 'Michael]
。
最后,注意到这两行代码:
if __name__=='__main__': test()
当我们在命令行运行hello
模块文件时,Python解释器把一个特殊变量__name__
置为__main__
,而如果在其他地方导入该hello
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执行一些额外的代码,最常见的就是运行测试。
我们可以用命令行运行hello.py
看看效果:
$ python hello.pyHello, world!$ python hello.py MichaelHello, Michael!
如果启动Python交互环境,再导入hello
模块:
$ pythonPython 2.7.5 (default, Aug 25 2013, 00:04:04) [GCC 4.2.1 Compatible Apple LLVM 5.0 (clang-500.0.68)] on darwinType "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.>>> import hello>>>
导入时,没有打印Hello, word!
,因为没有执行test()
函数。
调用hello.test()
时,才能打印出Hello, word!
:
>>> hello.test()Hello, world!
1、别名
导入模块时,还可以使用别名,这样,可以在运行时根据当前环境选择最合适的模块。比如Python标准库一般会提供StringIO
和cStringIO
两个库,这两个库的接口和功能是一样的,但是cStringIO
是C写的,速度更快,所以,你会经常看到这样的写法:
try: import cStringIO as StringIOexcept ImportError: # 导入失败会捕获到ImportError import StringIO
这样就可以优先导入cStringIO
。如果有些平台不提供cStringIO
,还可以降级使用StringIO
。导入cStringIO
时,用import ... as ...
指定了别名StringIO
,因此,后续代码引用StringIO
即可正常工作。
还有类似simplejson
这样的库,在Python 2.6之前是独立的第三方库,从2.6开始内置,所以,会有这样的写法:
try: import json # python >= 2.6except ImportError: import simplejson as json # python <= 2.5
由于Python是动态语言,函数签名一致接口就一样,因此,无论导入哪个模块后续代码都能正常工作。
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,有的函数和变量我们希望仅仅在模块内部使用。在Python中,是通过_
前缀来实现的。
正常的函数和变量名是公开的(public),可以被直接引用,比如:abc
,x123
,PI
等;
类似__xxx__
这样的变量是特殊变量,可以被直接引用,但是有特殊用途,比如上面的__author__
,__name__
就是特殊变量,hello
模块定义的文档注释也可以用特殊变量__doc__
访问,我们自己的变量一般不要用这种变量名;
类似_xxx
和__xxx
这样的函数或变量就是非公开的(private),不应该被直接引用,比如_abc
,__abc
等;
之所以我们说,private函数和变量“不应该”被直接引用,而不是“不能”被直接引用,是因为Python并没有一种方法可以完全限制访问private函数或变量,但是,从编程习惯上不应该引用private函数或变量。
private函数或变量不应该被别人引用,那它们有什么用呢?请看例子:
def _private_1(name): return 'Hello, %s' % namedef _private_2(name): return 'Hi, %s' % namedef greeting(name): if len(name) > 3: return _private_1(name) else: return _private_2(name)
我们在模块里公开greeting()
函数,而把内部逻辑用private函数隐藏起来了,这样,调用greeting()
函数不用关心内部的private函数细节,这也是一种非常有用的代码封装和抽象的方法,即:
外部不需要引用的函数全部定义成private,只有外部需要引用的函数才定义为public。
二、安装第三方模块
在Python中,安装第三方模块,是通过setuptools这个工具完成的。Python有两个封装了setuptools的包管理工具:easy_install
和pip
。目前官方推荐使用pip
。
现在,让我们来安装一个第三方库——Python Imaging Library,这是Python下非常强大的处理图像的工具库。一般来说,第三方库都会在Python官方的pypi.python.org网站注册,要安装一个第三方库,必须先知道该库的名称,可以在官网或者pypi上搜索,比如Python Imaging Library的名称叫PIL,因此,安装Python Imaging Library的命令就是:
pip install PIL
耐心等待下载并安装后,就可以使用PIL了。
有了PIL,处理图片易如反掌。随便找个图片生成缩略图:
>>> import Image>>> im = Image.open('test.png')>>> print im.format, im.size, im.modePNG (400, 300) RGB>>> im.thumbnail((200, 100))>>> im.save('thumb.jpg', 'JPEG')
其他常用的第三方库还有MySQL的驱动:MySQL-python
,用于科学计算的NumPy库:numpy
,用于生成文本的模板工具Jinja2
,等等。
模块搜索路径
当我们试图加载一个模块时,Python会在指定的路径下搜索对应的.py文件,如果找不到,就会报错:
>>> import mymoduleTraceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module>ImportError: No module named mymodule
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/Python/2.7/site-packages/pycrypto-2.6.1-py2.7-macosx-10.9-intel.egg', '/Library/Python/2.7/site-packages/PIL-1.1.7-py2.7-macosx-10.9-intel.egg', ...]
如果我们要添加自己的搜索目录,有两种方法:
一是直接修改sys.path
,添加要搜索的目录:
>>> import sys>>> sys.path.append('/Users/michael/my_py_scripts')
这种方法是在运行时修改,运行结束后失效。
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。设置方式与设置Path环境变量类似。注意只需要添加你自己的搜索路径,Python自己本身的搜索路径不受影响。
三、使用__future__
Python提供了__future__
模块,把下一个新版本的特性导入到当前版本,于是我们就可以在当前版本中测试一些新版本的特性。
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