Python基础学习笔记（15） 自定义模块 random模块

Python基础学习（15）自定义模块 random模块

一、今日内容

• 自定义模块
• random 函数

二、自定义模块

1. 模块的定义

   模块是 Python 代码封装的最小单位，本质就是.py文件，一个模块不宜多大，最高应该控制在 2000-3000 行左右；自定义模块就是自定义的.py文件，其中可包含：变量定义、可执行语句、for 循环、函数定义等，他们统称为模块的成员。

2. 模块的运行方式

   • 脚本（script）方式：直接用解释器执行、在 PyCharm 中运行等。
   • 模块（module）方式：被其他的模块导入，为导入它的模块提供资源（变量、函数定义、类定义等）。

3. __name__属性的使用

   • 在脚本方式运行时，__name__是固定的字符串__main__。
   • 在以模块方式被导入时，__name__就是本模块的名字。

4. 模块的导入

   当我们在同目录下假设已经设置了一个自定义模块module.py,新建一个test_import.py，在其中编写import module，可以立即得到module.py运行的结果，故我们可知自定义模块被其他模块导入时，其中的可执行语句会立即执行。

   这时就有了一个矛盾，在测试模块开发模块的过程中，需要在模块中穿插一些可执行语句来更加直观地测试开发模块；而在使用模块的时候却不需要模块中的可执行语句。

5. 利用__name__属性给模块嵌入开发功能

   根据__name__属性我们可以利用在模块中编写下列语句，使其脚本方式执行可以运行可执行语句，模块方式被导入时不运行可执行语句：

   if __name__ == '__main__':
   	"""
   	可执行语句。。。
   	"""
   

   这时基本功能已经完成，为了方便与美观，我们可以把这些测试哦功能包装在一个main()函数语句中：

   def main():
       """
   	可执行语句。。。
   	"""
   
   if __name__ == '__main__':
       main()
   

6. 使用自定义模块成员的方法

   import module
   module.function()
   print(module.variable)
   

7. 系统导入模块的路径问题

   当我们在文件中import time时，time.py并不在同一文件路径下，却可以顺利加载模块，这是为什么？

   文件的模块路径具有以下原则：

   • 在内存中已经导入的模块，会直接使用，无需导入多次。

   • 在Python安装路径的相对路径Python36Lib中存放默认的模块，Python36Libsite-packages存放下载的第三方模块。

   • PYTHONPATH是模块的搜索路径，可在Windows属性中修改，可以永久修改模块的搜索路径。

   • sys.path是一个模块路径的列表（需要导入sys模块，为system的简写），可以动态地在程序中编写。

     import sys  # 是system的简写
     print(sys.path)
     # ['D:\Python\Python Project\day15',  # 默认包含脚本执行的路径以及项目的，中间路径一般不包含
     # 'D:\Python\Python Project',
     ......
     ]
     

8. 利用sys.path自行导入模块路径

   # print(__file__)  # 会返回当前文件的绝对路径 D:/Python/Python Project/day15/01 自定义模块.py
   
   import os  # 使用os模块可以获得文件目录路径
   import sys
   # print(os.path.dirname(__file__))  # 返回文件的目录路径 directory name D:/Python/Python Project/day15
   sys.path.append(os.path.dirname(__file__))  # 成功添加模块路径
   

9. 导入模块的多种方式

   import module：导入一个模块的所有成员。

   import module_1, module_2：一次性导入多个模块的成员，不推荐这种写法，一般只会在import os, sys 使用。

   from module import menber：从某个模块导入指定的成员。

   from module import menber_1, menber_2：从某个模块导入多个成员。

   from module import *：从某个模块中导入所有成员。

   import module和from module import *的区别：

   • 第一种方式在使用模块成员时，必须使用模块名做前缀。

     module.func()
     module.variable
     

   • 第二章方式在使用其成员时，不用使用模块名做前缀，但容易出现命名冲突。

     func()
     variable
     

10. 解决命名冲突

    • 改用import module方式导入

    • 避免使用重名

    • 使用别名alias避免冲突

      # 使用方法1：给模块成员起别名
      from module import variable as alias_1
      from module import func as alias_2
      alias_1
      alias_2()
      
      # 使用方法2：给模块起别名
      import module as alias_module
      alias_module.virable
      alias_module.func()
      

11. 解决from module import *导入成员过多问题

    默认情况下，所有的成员都会被导入；我们可以利用__all__控制导入的成员，__all__是一个列表，用于表示本模块可以被导入时使用的成员，由成员们的字符串形式组成；但该方法只适用于from module import *，利用import module形式导入模块，仍然会导入模块中所有的成员。

12. 相对导入（同个项目不同模块之间的导入操作）

    可以利用from relative_path import module功能，从附近的相对路径导入其他的模块，relative_path的编写中，可以添加以下字符实现以下功能：

    • .表示目录路径，..表示目录路径的父路径，以此类推。
    • name.表示相对路径name目录下。

三、Random 模块

本模块提供了和随机数获取相关的方法，在 Python 安装路径相对目录Python36Docpython365.chm（365代表版本，不同版本会有不同）有所有的帮助信息。

• random.random()：返回[0.0, 1.0)范围内的一个浮点数。
• random.randint(a, b)：返回[a, b]范围内的一个整数。
• random.uniform(a, b)：返回[a, b)范围内的一个浮点数。
• random.shuffle(x)：直接修改参数把传入的元素打乱，参数必须是一个可变的数据类型，无返回值。
• random.sample(population, k)：从population中随机抽取 k 个元素，以列表的形式返回。

"""
random模块演示
"""
import random
# 获取[0.0, 1.0)范围内的浮点数。
print(random.random())
# 获取[a, b]范围内的一个整数
print(random.randint(0,1))
# 获取[a, b)范围内的浮点数
print(random.uniform(2,6))
# 把参数指定的数据中元素打乱，参数必须是一个可变的数据类型。
li = [1, 3, 5, 7, 9]
random.shuffle(li)
print(li)
# 通过sample变相打乱元组
tu = (1, 2, 3)
li = random.sample(tu, len(tu))
tu = tuple(li)
print(tu)