Python_模块

2022-09-27 16:16:08

1. 基本概念和import 导入复习

针对学习过的模块给做一个扩展，模块的概念，Python中的模块是什么？在Python中，每一个独立的源文件就是一个模块儿, 文件的文件名，就是模块的名称，同时, 模块名同样也是一个标识符，因此在给文件起名的时候，必须要符合标识符的命名规则.

标识符的命名规则有 ,必须以数字, 字母和下划线组成，同时标识符不能以数字开头, 因此啊，给Python的源文件起名的时候，必须要符合标识符的命名规则.

模块就好比一个工具包, 模块可以向外界提供工具，那在模块中可以向外界提供哪些工具呢？现在学习的全局变量也好，函数也好,类也好，都是由模块可以向外界提供的工具.

在其他的位置想要使用模块中的工具应该先要导入这个模块，之前我们学习了使用import的这种方式可以导入一个模块，在import后面跟上模块的名称就可以.

如果希望一下导入多个模块，可以在import关键字后面，跟上多个模块的名称, 并且使用逗号进行分隔，

但是注意这种方式是不推荐使用的，因为按照PEP-8, Python的编码规范要求，在导入模块的时候，每一个模块都应该独占一行. 也就是如果需要导入多个模块，应该按照下方这种写法, 虽然可以使用import一次性导入多个模块，但是注意PEP-8要求在导入模块时, 每一个导入都应该独占1行，这个是导入模块的语法.

当导入了一个模块之后，怎么样可以使用到模块中的工具啊，可以使用模块名点的方式, 就可以使用到模块中提供的工具了，而模块向外界提供的工具，包括有全局变量, 函数以及类.

准备了一个测试模块1，在这个文件中准备了一个全局变量title，定义了一个say_hello的函数，定义了一个狗类Dog().

然后呢，还准备了一个测试模块2，测试模块2中定义了一个全局变量title，一个函数say_hello以及一个猫类Cat().

现在就把文件切换到import导入模块，

导入这两个模块，并且使用模块中提供的工具，老师先使用import关键字来导入hm01_测试模块1，然后再使用import关键字来导入hm02_测试模块2，两个模块导入之后，就可以直接使用模块中提供的工具了.

譬要调用模块1中的say_hello()方法，就可以先选中模块的名字，然后敲一个点,再选中,

两个函数调用完成，先来执行一下程序，控制台输出,我是模块1，我是模块2，

一个是模块1中的say_hello()方法，一个是模块二中的say_hello()方法.

再来尝试一下使用模块1中定义的的类来创建一个狗对象，在使用模块二中定义的类来创建一个猫对象.

先来创建一个狗对象，使用模块1中定义的狗类来创建一个对象，狗对象创建完成，就使用print函数把狗对象做个输出，

紧接着在使用模块2中定义的猫类来创建一个猫对象，猫对象创建完成，

再执行一下程序走，控制台输出了狗对象所在的内存地址以及猫对象所在的内存地址.

hm_01_测试模块1

# hm_01_测试模块1
# 全局变量
title = "模块1"

# 函数
def say_hello():
    print("我是 %s" % title)

# 类
class Cat(object):
    pass

hm_02_测试模块2

# hm_02_测试模块2
# 全局变量
title = "模块2"

# 函数
def say_hello():
    print("我是 %s" % title)

# 类
class Cat(object):
    pass

hm_03_import导入模块

# hm_03_import导入模块
import hm_01_测试模块1
import hm_02_测试模块2

hm_01_测试模块1.say_hello()
hm_02_测试模块2.say_hello()

dog = hm_01_测试模块1.Dog()
print(dog)

cat = hm_02_测试模块2.Cat()
print(cat)

2.import 导入时指定别名

在开发时，如果某一个模块的名称太长或者非常不好识别，在导入模块的时候呢，就可以使用as这个关键字，给模块起个别名，所谓别名啊，就是给这个模块起个好记忆的名字，这样呢可以方便后续的代码编写来.

先看一下语法，要给模块起别名，同样使用import关键字，同样来指定要导入的模块名，然后呢，在模块名后面跟上一个as关键字，在as后面来指定一下模块的别名就可以, 指定了别名之后，如果在下方的代码再想访问的模块中提供的工具，就可以直接通过好记忆的别名来访问.

而不再需要通过不好记的模块名来访问了，这个就是模块别名的好处以及定义的方式，同时注意在给模块起别名的时候，模块的别名应该符合大驼峰命名法.

所谓大驼峰命名法，就是每一个单词的首字母应该大写，单词与单词之间不需要下划线，这个就是大驼峰命名法.

现在这份代码在阅读的时候，有一种怪怪的感觉，这个模块名既有字母,又有数字还有中文，唉，这种代码在阅读的时候会让人有一种非常奇怪的感觉.

通过模块的别名来改善一下代码的质量，仍然使用import关键字来导入一下测试模块1, 现在老师就写上as这个关键字，给测试模块1起个别名，测试模块1中定义了一个狗类，因此啊给他起个DogModule的别名, 狗模块.

导入一下测试模块2，现在再给他起个别名，CatModule，因为在测试模块二中提供了一个猫类，现在导入两个模块的时候, 分别指定了一个狗模块和猫模块的别名，那现在就来通过别名访问一下模块中提供的工具.如果要调用函数，就敲一个DogModule然后点，然后来找一下say_hello这个方法.

两个函数调用完成，先来执行一下, 我是模块一，我是模块2, 同样可以输出.

那现在再来利用别名创建两个对象，先敲一个dog，现在一个狗对象创建完成，就使用print做个输出,

再运行一下程序，控制台又输出了狗对象和猫对象,

但是注意在控制台输入的狗类前面模块名仍然是文件名，而在导入模块时给模块起的别名仅仅用于在当前这个文件中，要使用模块时可以简化文化名的编写, 模块本质上还是原有的模块名.

hm_01_测试模块1

# hm_01_测试模块1
# 全局变量
title = "模块1"

# 函数
def say_hello():
    print("我是 %s" % title)

# 类
class Cat(object):
    pass

hm_02_测试模块2

# hm_02_测试模块2
# 全局变量
title = "模块2"

# 函数
def say_hello():
    print("我是 %s" % title)

# 类
class Cat(object):
    pass

hm_04_import同时指定别名

# import 导入时指定模块别名

import hm_01_测试模块1 as DogModule
import hm_02_测试模块2 as CatModule

DogModule.say_hello()
CatModule.say_hello()

dog = DogModule.Dog()
print(dog)

cat = CatModule.Cat()
print(cat)

3.from import 局部导入

另外一种导入模块的方式，叫做from import.

在开发时, 会有一种情况，就是只需要从某一个模块中倒入一部分工具，只需要把某一个模块中部分工具导入到当前文件，而不是把这个模块中所有的工具导入到当前文件，就可以使用from import 这种方式来导入模块了.

先看一下语法，如果只希望导入一部分工具，先使用from这个关键字，from 有从的意思，在from关键字后面跟上要导入的模块名，然后呢，跟上 import这个关键字, 在import后面, 跟上要导入的工具就可以，这句代码从字面上可以把它理解成从哪一个模块导入哪一个工具.

这种导入方式的好处是, 如果只是从某一个模块中导入了某一个工具，那么在下方编写代码的时候，要使用这个工具是不需要通过模块名点的方式，而是可以直接来使用这个工具的，譬如导入的全局变量也好，函数也好, 类也好，都可以直接使用，而不需要通过模块名点的方式来使用.

准备的两个模块中都有全局变量，有函数, 有类, 那现在就在一个全新的空白文件，从两个模块中分别导入部分工具，先使用from关键字，从01这个测试模块中来导入一个狗类.

再使用from 关键字，从02测试模块中, 来导入一个say_hello的函数，现在分别从两个不同的模块中导入了一个类，导入了一个函数，那紧接着就在当前这个文件中，来调用一下函数，并且使用这个类来创建一个对象. 现在如果要调用say_hello的函数，在调用这个函数时不需要指定模块名, 让运行一下程序，

控制台输出了，我是模块2，因为say_hello这个函数是从模块2中导入进来的, 那现在再使用模块1中的狗类来创建一个狗对象，先给狗对象起个名字叫旺财，同时在使用这个类时，同样也不需要指定模块名.那现在就使用print函数，把旺财做一个输出，

运行一下程序，控制台输出了一个使用模块1的狗类创建的对象, 内存地址6b38，

这个就是使用from import，从某一个模块中导入部分工具的方式.

hm_01_测试模块1

# hm_01_测试模块1
# 全局变量
title = "模块1"

# 函数
def say_hello():
    print("我是 %s" % title)

# 类
class Cat(object):
    pass

hm_02_测试模块2

# hm_02_测试模块2
# 全局变量
title = "模块2"

# 函数
def say_hello():
    print("我是 %s" % title)

# 类
class Cat(object):
    pass

from import 局部导入

# from import 局部导入
from hm_01_测试模块1 import Dog
from hm_02_测试模块2 import say_hello

say_hello()

wangcai = Dog()
print(wangcai)

4. from import 导入同名工具

使用from import在导入模块时的注意事项，使用from可以从某一个模块中导入指定的工具，而且导致之后再使用这个工具时，并不需要通过模块名点的方式，这种导入方式还是比较方便的.

但是在开发中有一种情况，如果从两个不同的模块中导入了同名的函数，在Python中要调用函数，通过函数名的方式来调用，但是呢，如果从两个不同的模块中导入了相同名字的函数，那么在使用函数名调用函数时会执行哪个模块中定义的函数呢？

在两个测试模块中都有一个say_hello的函数，那现在就在这个新的空白文件使用时，from import从两个不同的模块中导入say_hello这个函数，来验证一下到底会执行哪一个模块中的函数，先使用from关键字，从01的模块中的say_hello函数做个导入，

两个函数导入完成，就使用函数的名称来调用一下函数，会执行哪个模块中的函数呢？看模块2的代码被高亮了，

运行验证一下，控制台输出了，我是模块2呢，

就是模块2中定义的say_hello这个函数，但是现在把第1行的导入代码注释一下，然后把光标放在第3行，在第3行，再使用from这个关键字，从模块1把say_hello做个导入，这次是先导入模块2再导入模块1，现在第3行代码被高亮了，第2行代码呢，唉又变灰了，

那现在猜猜在运行程序的时候会执行哪一个模块中的say hello呢，运行验证一下，这次执行的是模块1中的say hello,

为什么会出现这种情况呢？在这里画一个示意图，Python解释器在执行代码时, 是从上向下顺序执行的, 当来到第2行是需要从模块2中导入一个say_hello的函数，那么Python解释器，就会把模块二中的say_hello 这个函数导入到当前这个文件中，但是呢，导入进来之后, Python解释器会继续向下执行，当Python解释器从模块1中say_hello之后，say_hello这个函数名叫做say_hello, 而之前已经导入了一个say_hello，那么Python解释器啊，再从模块1导入这个函数时，就会把之前导入的say_hello直接覆盖掉，覆盖之后, 现在这个say_hello就变成了模块1中的say_hello，因此呢，在程序中调用say_hello这个函数时, 就会执行模块1中的函数，而不会执行模块2的函数.

通过这个简单的示意图，当使用from import, 从不同的模块中导入相同的函数时，后导入的函数会把之前导入的函数覆盖掉，

在开发时，务必要养成一个习惯，就是需要把所有导入的代码统一都写在代码顶部，统一写在代码顶部，有一个好处，如果在编写导入代码时，一旦发现报两个模块都有say hello，这个时候就可以及时的发现错误，及时的解决问题. 如果这两个导入代码，一个写在第2行, 一个写在第200行, 这种问题就很难发现了. 因此要养成一个习惯，把所有导入的代码统一写在文件的顶部，一旦发现冲突就可以及时的解决了.

如果在开发中就想从两个不同的模块导入相同的函数，那应该怎么解决呢？之前学习过一个起别名的关键字，as关键字，那如果发现了两个函数名产生了冲突, 就可以使用as这个关键字给其中一个函数起个别名，现在就给模块2的say_hello，起个别名，给他起个名字, module2_say_hello，别名起完之后, 现在就把光标放在第6行，来试一下能不能通过别名调到这个函数,

运行程序, 控制台输出了，我是模块一，我是模块二,

两个原本名字相同的函数，通过一个别名就可以把两个同名的函数加以区分，这样呢，如果想调用模块1中的函数，直接使用函数名，想调用模块2中的函数，就通过别名来调用就可以.

hm_01_测试模块1

# hm_01_测试模块1
# 全局变量
title = "模块1"

# 函数
def say_hello():
    print("我是 %s" % title)

# 类
class Cat(object):
    pass

hm_02_测试模块2

# hm_02_测试模块2
# 全局变量
title = "模块2"

# 函数
def say_hello():
    print("我是 %s" % title)

# 类
class Cat(object):
    pass

from_import_注意事项>导入同名工具

# hm_06_from_import_注意事项

# from hm_01_测试模块1 import say_hello
from hm_02_测试模块2 import say_hello as module2_say_hello
from hm_01_测试模块1 import say_hello

say_hello()
module2_say_hello()

5. from import 导入所有工具

一种导入模块的方式from import* ，使用from这个关键字可以从一个模块中导入指定的工具，那在开发中啊，如果希望从这个模块中一次性把所有的工具全部导入，就可以在import关键字后面跟上一个 * 就可以，这种方式同样也可以一次性把模块中所有工具全部导入.

之前介绍过import 模块名，可以一次性把所有工具导入，但是使用import模块名这种方式，导入之后, 要想使用工具，必须要通过模块名点或者别名点的方式来使用这些工具，from import*同样也可以把模块中所有工具全部导入，但是呢，这种导入方式, 在使用工具时，并不需要通过模块名点的方式，而可以直接使用导入进来的工具.

使用from这个关键字，先从01的模块中来导入一下所有的工具，导入完成, 就使用print函数模块中的title 做一个输出，然后再来调用一下say_hello这个函数，然后呢，再创建一个旺财的狗对象，使用到Dog()类创建一个旺财，并且使用print函数做个输出，

导入之后全局变量也好,

函数也好,

类也好，都可以直接使用，

而且呢，不需要使用模块名点的方式，那现在运行一下程序，

模块1, 我是模块1, 狗对象, 通通在控制台输出了，这个就是使用from import* 的好处，但是这种方式虽然方便，但是呢，是开发中不推荐使用的.

当导入同名函数时候导入的模块会把之前导入的模块进行覆盖，而如果使用from import* ，在导入多个模块时, 多个模块中存在相同的内容，这个时候在排查错误的时候就会非常麻烦.

从模块1中导入了所有工具，但是在模块2中同样定义了一个title的全局变量，同样有一个say_hello的函数，如果现在的程序在运行时, 会输出模块1,我是模块1,以及狗对象. 那如果再使用from import* 把模块2中所有工具全部倒入，只是增加了一句导入的代码，

运行验证一下，控制台输出模块2, 我是模块2, 然后模块1中的狗对象，全局变量也好，函数也好，通通背后导入的覆盖掉了，

这个时候单纯从代码上，如果想要排错并不容易，所以啊，from import*这个知识点，只是做一个科普，知道这种方式就可以, 但是当走到工作岗位后，真正要开发公司中的项目，千万不要使用这种方式来导入模块，因为这种方式一旦出现重名，在排查问题的时候非常的麻烦啊.

6. 模块搜索顺序

做个小科普，介绍一下Python解释器在导入模块时是按照什么样的顺序来搜索模块文件的.

在开发时可以使用from或者import来导入一个模块，而Python解释器在导入模块时啊，会首先在当前工作目录下来搜索指定名称的模块文件，如果找到这个模块就会直接导入，那如果没有找到呢，Python解释器才会去Python的系统目录来搜索指定名称的模块文件，这样就是Python解释器在导入模块时, 对模块文件的一个搜索顺序.

在开发时, 给一个文件起名时一定要注意，不要和系统的模块文件重名，一旦出现这种情况，可能呢，就会导致原本能够正常执行的程序，突然没有办法执行了.

看一下下面这个示例代码，在这个代码中, 首先使用import导入了一个random模块，random模块可以生成随机数，在代码的第2行使用random模块提供的randint，生成一个0~10的随机数，然后把生成的随机数做了一个输出.

这三行代码在下面的情况下不能正常执行, 首先导入一下random模块，导入之后呢，来定一个变量叫做rand，然后使用random模块调用一下提供的randint函数，来生成一个0~10的随机数，使用print函数，把生成的随机数做一个输出，三行简单的代码写完, 现在运行一下程序，

控制台输出了一个9, 如果再运行呢，现在随机输出了一个6，

但是第1行代码在导入random这个模块, Python解释器在导入模块时, 会首先搜索哪一个目录, 会首先搜索当前的工作目录，那如果在当前的工作目录下再新建一个python文件，同时给这个文件也起个名字，叫做random, 建立了一个空白文件.

现在再回到刚刚的代码，但是现在randint这个函数名下方有个深黄色的颜色，

这个颜色在暗示什么呢？运行程序，刚刚还能够执行的程序，新建了一个空白文件之后，这个程序就无法正常执行了，同时在程序执行时告诉我们，第3行出错了，出错内容呢，random这个模块没有提供randint的函数，

为什么会出现这种情况，因为Python解释器在导入模块时，会首先在当前工作目录来搜索指定名称的模块，

一旦找到就直接导入，就不会去系统目录下导入这个模块了，因此就会导致原本能够正常执行的程序，现在就不能正常执行了.

在python中, 针对每个模块都提供有一个内置属性__file__，使用这个内置属性__file__就可以查看到当前导入的模块对应的完整文件路径，把刚刚错误的两行代码先注释一下，

然后把光标放在第3行,使用print函数做一个输出，输出一下导入的random这个模块的内置属性, 把这个内置属性啊，做一个输出，

控制台输出了,告诉当前加载的random模块保存位置是

这个是不是就是当前工作目录下的这个random文件.

那现在就选中这个文件，

点击右键，来选择一下删除，

把这个添乱的random文件删掉，再看一下输出的内置属性是什么路径，点击OK,

点击OK之后会提示一个信息,

告诉random.py 已经被其他文件导入了，是否确定要删除，那么就点击Delete Anyway,

现在再来运行一下程序，

看看__file__这个内置属性输出的目录有没有变化, 这次输出的目录就是

因为当前使用的是Python3的解释器，Python3.5下面的random.py.

如果现在把下方的两行代码注释打开, 程序能正常运行.

验证一下，这次又随机生成了一个1，

这个就是Python解释器在导入模块时对模块文件的搜索目录，一句话讲, 会首先在当前工作目录下来搜索指定名称的模块文件，如果找到就直接导入，如果没有找到才会去python 系统目录来搜索指定名称的模块文件.

之所以要科普这个知识点，重要的是在开发时给文件起名，千万不要跟系统的模块文件重名，因为一旦出现这种情况，可能呢就会导致原本能够正常执行的程序，突然就无法正常执行了.

import random

print(random.__file__)

# rand = random.randint(0, 10)
#
# print(rand)

import random

print(random.__file__)

rand = random.randint(0, 10)

print(rand)

7.开发原则以及导入文件时会执行没有缩进的代码

介绍一个开发原则，就是每一个开发出来的Python文件都应该是可以被导入的，每一个独立的Python文件就是一个模块，既然是模块, 理所当然可以被导入.

如果在工作中每开发完一个文件，这个文件呢，还可以被当做模块导入到其他的文件中被重复的使用，这样可以大大的提高工作效率.

先针对导入文件的一个细节强调一下，当某一个Python文件被当做模块导入到其他另外一个文件时，这个Python文件中啊，所有没有任何缩进的代码都会被执行一遍唉。验证一下，准备了两个文件，一个文件用来模拟开发的模块，另外一个文件用来导入开发的模块，那现在就选中模块文件，假设这个模块是小明开发的，就先使用print函数做个输出，写完之后,

假设开发已经告一段落，现在就可以切换到另外一个文件来导入模块编写代码，那现在就使用import关键字来导入一下这个模块文件，然后呢使用print函数做个输出，在这个文件中输出一个分隔线，一个简单的代码写完,现在这个程序中。真正执行的代码就是在打印分隔线，但是如果现在执行这个程序，会看到控制台输出了，

虽然把分隔线打印出来，但是小明开发的模块是在之前这个模块文件中, 第1句代码print函数输出的，

模块可以被看作工具包, 模块可以向外界提供工具，那模块能够向外界提供哪些工具?可以提供全局变量, 可以提供函数, 可以提供类. 但是这种直接执行的代码并不是向外界提供的工具, 写一个注意, 直接执行的代码，不是向外界提供的工具，

既然不是向外界提供的工具，那么外界再导入这个模块时，这些代码不需要被执行，现在碰到一个问题，当这个文件被导入时, 直接执行的代码不需要被执行.

这个是要通过代码演练共同确认的一个目标，在一个模块中向外界提供的工具应该有全局变量, 函数或者类，那现在做一个假设，假设小明在开发时开发了一个函数，使用def关键字来定义一个名字叫做say hello的函数，一个简单的函数开发完成,

小明开发完这个函数之后需要测试一下函数，因为只有测试执行的函数才能保证这个函数真的能够正常执行，就在第10行通过say hello来调一下函数，小明编写完代码要通过执行来测试say hello的执行，现在点击运行，控制台输出了小明开发的模块, 你好你好，我是say hello, say hello这个函数能够正常执行.

但是作为导入模块一方，

如果现在执行程序会看到控制台虽然输出了分割线，但是会把小明测试的代码同样也输出，小明测试的代码，在这一边导入的时候不需要被执行,

因为这些代码只是小明在开发这个模块时，针对模块测试的代码.当这个文件被当做模块被导入时，这些代码并不需要被执行. 应该这样解决这个问题, 介绍了一个开发原则，一句话讲要保证每一个开发出来的python文件都应该是可以被导入的，因为这个原则可以大大的提高开发效率，介绍了一个导入文件的细节，就是文件中所有没有任何缩进的代码，再被导入时都会被执行一遍.

当一个文件被当做模块导入时，这些能够直接执行的代码不需要立即执行. 这个是碰到的一个问题.

8. name属性兼顾测试和导入两种模式

介绍一个内置属性叫做__name__，在开发中啊，刚刚__name__这个内置属性的应用场景非常的单一，通过这个属性就能够做到，在开发一个模块时，测试模块的代码能够正常的执行，但是当在其他文件中导入这个模块时，原本编写的测试模块的代码就不会执行了，这种方式刚好可以解决上一小节遇到的问题.那__name__这个属性中本质上保存的只是一个字符串，当在其他文件中导入这个模块时，__name__这个属性中保存的就是这个模块的模块名，但是如果直接执行当前正在开发的模块，__name__这个属性啊，保存的是一个非常固定的字符串，永远都是__main__.