Python快速入门学习笔记二十三:模块

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Python入门第二十三课，主要是学习了模块，它是封装代码与命名空间的单元，通过导入复用功能，使项目结构清晰、维护便捷。

• 概述
• 模块分类
• 标准库模块
• 创建自定义模块
• 如何导入模块
• __all__ 与 __name__

概述

❏ 在 Python 中，一个.py文件就是一个模块（Module）。

❏ 模块中可以包含：变量、函数、类等很多内容。

❏ 通常把能够实现某一特定功能的代码，集中放在一个模块中（模块就类似于一个工具箱）。

❏ 模块可以提高代码的『可维护性』和『可复用性』，还可以避免命名冲突。

模块分类

Python 中的模块分为三类，分别是：

• 标准库模块：是指随着安装 Python 时一起安装在我们的电脑上的那些模块。标准库模块保存在Python安装目录的Lib文件夹中。比如我们之前用过的copy模块。
• 自定义模块：是指程序员自行创建的模块。下文会详细介绍。
• 第三方模块：是指安装的第三方包中的模块。（本文不做介绍，将在下一篇文章《包》中与第三方管理包一起介绍）。

标准库模块

标准库模块是指随着安装 Python 时一起安装在我们的电脑上的那些模块。

标准库模块分为两类：

1、内置模块

有一些标准库模块是用C语言实现的，这些用C语言实现的模块，这些模块被称为内置模块。常用内置模块如下：

• time：时间相关操作（获取时间、延时、格式化时间等）。
• math：数据相关（开平方、取绝对值等）。
• sys：Python 解释器相关操作。

2、非内置模块

常用非内置模块如下：

• copy：拷贝对象（浅拷贝、深拷贝）。
• os：操作系统相关操作（文件、文件夹、路径系统层面的操作）。
• random：随机数相关（生成随机数、随机选择等）。

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标准库模块保存在Python安装目录中的Lib文件夹中，但内置模块无法在Lib中看到。

对于非内置模块，可以通过模块名.__file__的语法查看模块文件位置。

标准库模块使用示例代码：

# 标准库模块import copyimport randomimport osimport sysimport timeimport math# 查看非内置模块的文件路径print(copy.__file__)print(os.__file__)print(random.__file__)# 强行通过__file__查看内置模块的文件路径，运行时报错：AttributeError: module 'sys' has no attribute '__file__'.# print(sys.__file__)# 以下为标准库模块的基本使用# 创建一个文件夹# os.mkdir('data')# 随机选择一个人names = ['乔丹', '科比', '詹姆斯', '东契奇']print(random.choice(names))# 打乱for i in range(3):    random.shuffle(names)    print(names)# 休眠# time.sleep(5)print('sleep out')# 获取当前时间print(time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S'))print(time.strftime('%p %I:%M:%S'))# 开平方print(math.sqrt(4.0))# 取绝对值print(math.fabs(-4.0))# 获取Python解释器的版本print(sys.version)

创建自定义模块

1、模块命名注意点：

• 要符合标识符命名规则；
• 模块名（.py文件名）区分大小写；
• 不要与标准库模块同名（一旦同名，Python会优先引入标准库模块）。

2、创建如下文件：

├── order.py # 订单模块└── pay.py  # 支付模块

order模块中包含：创建订单、关闭订单，等相关功能。

# 订单最大金额max_order_amount = 10000# 创建订单defcreate_order():    print('订单创建成功！')# 取消订单defcancel_order():    print('订单已被取消！')# 提示信息defshow_info():    print('我是来自【订单】模块的提示！')

pay模块中包含：微信支付、支付宝支付，等相关功能。

# 支付超时时间timeout = 1800# 微信支付defwechat_pay():    print('微信支付成功！')# 支付宝支付defali_pay():    print('支付宝支付成功！')# 提示信息defshow_info():    print('我是来自【支付】模块的提示！')

如何导入模块

Python 中有以下5中导入模块的方式：

1、import 模块名

如下写法，会导入order模块和pay模块的全部内容，又叫全部导入，是最简单的导入方式。

import orderimport payprint(f'订单最大支付金额{order.max_order_amount}')order.create_order()order.cancel_order()order.show_info()print()print(f'支付超时时间{pay.timeout}秒')pay.wechat_pay()pay.ali_pay()pay.show_info()

注意：

• Python 中导入模块的时候，会执行对应模块中的代码。
• 模块只加载一次，后续再次导入，直接复用缓存。

2、import 模块名 as 别名

import order as oimport pay as pprint(f'订单最大支付金额{o.max_order_amount}')o.create_order()o.cancel_order()o.show_info()print()print(f'支付超时时间{p.timeout}秒')p.wechat_pay()p.ali_pay()p.show_info()

3、from 模块名 import 具体内容1, 具体内容2, ......

from order import max_order_amount, create_orderfrom pay import timeout, wechat_payprint(f'订单最大支付金额{max_order_amount}元')create_order()print(f'订单将在{timeout}秒后自动关闭，请尽快支付！')wechat_pay()

4、from 模块名 import 具体内容 as 别名

from order import max_order_amount as max_amt, create_order as ccfrom pay import timeout as tm, wechat_pay as wxpayprint(f'订单最大支付金额{max_amt}元')cc()print(f'订单将在{tm}秒后自动关闭，请尽快支付！')wxpay()

5、from 模块名 import *

from order import *from pay import *max_order_amount = 999print(f'订单最大金额{max_order_amount}') # 订单最大金额999create_order()cancel_order()show_info() # 我是来自【支付】模块的提示！print(f'订单支付超时时间{timeout}秒')wechat_pay()ali_pay()show_info() # 我是来自【支付】模块的提示！

注意：

• 同名函数或者变量，后面导入的会覆盖前面的导入的，如上面示例代码中的show_info()函数；
• 在导入语句之后，新定义的变量或函数，也会覆盖导入的同名函数或变量，如上面示例代码中的max_order_amount变量。

__all__ 与 __name__

1、关于**__all__**：

❏ 在 Python 模块中，可通过__all__来控制from 模块 import *允许导入哪些内容。

❏__all__的值可以是：列表、元组。

示例代码：

首先，在模块 order 中设置 __all__，修改后的代码如下：

# 订单最大金额max_order_amount = 10000# 创建订单defcreate_order():    print('订单创建成功！')# 取消订单defcancel_order():    print('订单已被取消！')# 提示信息defshow_info():    print('我是来自【订单】模块的提示！')# 列表语法# __all__ = ['create_order']# 元组语法，注意：元组只有一个元素时一定要写末尾的逗号__all__ = ('create_order',)

然后，下面的代码进行导入测试：

from order import *create_order()# cancel_order() # 运行时报错： name 'cancel_order' is not definedprint(max_order_amount) # 运行时报错：name 'max_order_amount' is not defined

提示：在 PyCharm IDE 中输入测试代码时，如果发现未被允许导入的函数或变量，运行时也可以成功调用，可能是触发了 PyCharm 自动导入了，请查看文件头部的代码，如果有自动导入代码，请删除后重新运行。

2、关于**__name__**：

❏ __name__是每个 Python 模块（.py文件）都拥有的一个内置变量。

❏ 它的具体值取决于模块的运行方式：

• 作为主程序直接运行，__name__的值是__main__；
• 作为模块被导入到其他程序中运行，__name__的值是模块的文件名（不带.py）。

最简单测试代码，在模块的代码中任意位置增加如下代码，然后查看对比运行结果：

# …… 模块其他代码print(f'__name__ 运行时的值：{__name__}')

介绍一个有意义的引用场景：在模块内通过获取__name__运行时的值，来控制测试代码运行逻辑，来进行方便测试。具体代码实现如下，还是以order模块为例：

# 订单最大金额max_order_amount = 10000# 创建订单defcreate_order():    print('订单创建成功！')# 取消订单defcancel_order():    print('订单已被取消！')# 提示信息defshow_info():    print('我是来自【订单】模块的提示！')# 列表语法# __all__ = ['create_order']# 元组语法，注意：元组只有一个元素时一定要写末尾的逗号__all__ = ('create_order',)print(f'__name__ 运行时的值：{__name__}')# 只有当前模块作为主程序运行时，才执行下面的代码；而被导入场景则不会运行if __name__ == '__main__':    print(f'当前订单允许的最大金额：{max_order_amount}')    create_order()    cancel_order()