简明python教程 --C++程序员的视角（三）：模块

2022-09-23 23:03:26

模块和包

1 python程序由包（package）、模块（module）和函数组成。包是由一系列模块组成的集合。模块是处理某一类问题的函数和类的集合。函数是一段可以重复多次调用的代码。

2 python的程序是由一个个模块组成的。模块把一组相关的函数或代码组织到一个文件中，一个文件即是一个模块。模块由代码、函数和类组成。每个模块文件是一个独立完备的命名空间，一个模块文件不能看到其他文件定义的变量名，除非它明确地导入了那个文件，模块文件起到了最小化命名冲突的作用。

3 导入模块使用import和from语句（都是隐性的赋值语句），以及reload函数。陷阱：使用from导入变量，而那些变量碰巧和作用域中现有的变量同名，本地变量就会被悄悄地覆盖掉；使用import则没这个问题。

4 包就是一个完成特定任务的工具箱，包的作用是实现程序的重用。包必须含有一个__init__.py文件，它用于标识当前文件夹是一个包。根据功能把文件组织成子目录，包导入会让模块扮演的角色更为明显，也使代码更具有可读性。

5 可以导入模块名，还可以指定目录路径（Python代码的目录就称为包），包导入就是把计算机上的目录变成另一个Python命名空间，包的属性就是该目录包含的子目录和模块文件。

6 当多个同名程序文件安装在某机器上时，包导入可以偶尔用来解决导入的不确定性。导入包也使用import和from语句。

使用sys模块

想要在其他程序中重用很多函数，就要使用模块。模块基本上就是一个包含了所有你定义的函数和变量的文件。为了在其他程序中重用模块，模块的文件名必须以.py为扩展名。

模块可以从其他程序输入以便利用它的功能。模块的用处在于它能为你在别的程序中重用它提供的服务和功能。Python附带的标准库就是这样一组模块的例子。首先，我们将学习如何使用标准库模块。

首先，我们利用import语句输入 sys模块。sys是"system”的缩写sys模块包含了与Python解释器和它的环境有关的函数。当Python执行import sys语句的时候，它在sys.path变量中所列目录中寻找sys.py模块。如果找到了这个文件，这个模块的主块中的语句将被运行，然后这个模块将能够被你使用。注意，初始化过程仅在我们第一次输入模块的时候进行。
sys模块中的argv变量通过使用点号指明——sys.argv——这种方法的一个优势是这个名称不会与任何在你的程序中使用的argv变量冲突。另外，它也清晰地表明了这个名称是sys模块的一部分。sys.argv变量是一个包含了 命令行参数 的字符串的列表，即使用命令行传递给你的程序的参数。如果你使用IDE编写运行这些程序，请在菜单里寻找一个指定程序的命令行参数的方法。（在Spyder下按F6）

这里，当我们执行python using_sys.py we are arguments的时候，我们使用python命令运行using_sys.py模块，后面跟着的内容被作为参数传递给程序。Python为我们把它存储在sys.argv变量中。记住，脚本的名称总是sys.argv列表的第一个参数。所以，在这里，'using_sys.py'是sys.argv[0]、'we'是sys.argv[1]、'are'是sys.argv[2]以及'arguments'是sys.argv[3]。注意，Python从0开始计数，而非从1开始。
sys.path包含输入模块的目录名列表。我们可以观察到sys.path的第一个字符串是空的——这个空的字符串表示当前目录也是sys.path的一部分，这与PYTHONPATH环境变量是相同的。这意味着你可以直接输入位于当前目录的模块。否则，你得把你的模块放在sys.path所列的目录之一。

字节编译的.pyc文件

输入一个模块相对来说是一个比较费时的事情，所以Python做了一些技巧，以便使输入模块更加快一些。

一种方法是创建字节编译的文件，这些文件以.pyc作为扩展名。字节编译的文件与Python变换程序的中间状态有关（是否还记得Python如何工作的介绍？）。当你在下次从别的程序输入这个模块的时候，.pyc文件是十分有用的——它会快得多，因为一部分输入模块所需的处理已经完成了。另外，这些字节编译的文件也是与平台无关的。