🍖模块介绍

一.模块介绍

1.什么是模块

• 模块就是一系列功能的集合体

2.模块的四种通用类别

• 使用 Python 写的 .py 文件, 例 : 文件名 test.py, 模块名为 test
• 盛放有多个 py 文件的文件夹也是一个功能的集合体, 相当于一种超级模块, 称之为包
• 已被编译为共享库或DLL的C或C++扩展
• 使用 C 编写并链接到 Python 解释器的内置模块

3.模块的三种来源

• 自带的模块

  1. 内置模块
  2. 标准库

• 第三方模块

  • 可以通过 pip 工具下载的别人写的一些优秀的模块
  • 例 : pip3 install requests

• 自定义模块

4.为何要使用模块

• 使用自带或第三方模块 : 写好的功能拿来就用, 提升开发效率
• 使用自定义模块 : 减少代码冗余, 让程序的组织结构更清晰

5.导入模块规范

1. Python内置模块
2. 第三方模块
3. 自定义模块

4.模块导入示例

⛅"spam.py" 文件
print("i am spam")  # 只要执行此文件就会打印 "i am spam"

x = 1000
def aaa():
    print("i am spam.aaa")

def bbb():
    print("i am spam.bbb")
    aaa()

def change():
    global x
    x = 0

⛅"run.py" 执行文件
import spam   # 导入模块先执行一次被导入模块文件, 会打印 "i am spam"
import spam   # 之后的导入都是直接引用第一次导入的结果, 不会重复执行文件
import spam

x = 2000      # 当前执行文件下的变量 "x"
spam.aaa()    # 使用模块的 "aaa" 功能, 打印 "i am spam.aaa"
spam.bbb()    # 使用模块的 "bbb" 功能, 打印 "i am spam.bbb" 并调用模块的 "aaa" 打印 "i am spam.aaa"
spam.change() # 使用了模块的 "change" 功能,改变的是定义阶段就规定好了的去 "spam" 名称空间找变量名 "x"
print(x)      # 所以这里打印的还是 "run.py" 的 "x" : 2000
print(spam.x) # 而 "spam.py" 里面的 "x" : 0

二.模块使用之 import

1.首次导入模块发生的三件事

• 创建一个模块的名称空间
• 执行模块对应文件, 将执行文件产生的名字存放于这个名称空间中
• 在当前执行文件中拿到一个模块名, 该模块名指向被导入模块的名称空间

2.import 的使用

• 强调 : 只有首次导入才会执行被导入模块文件, 并创建一个名称空间
• 之后的导入都是直接引用首次导入的结果
• 模块中功能的执行始终以模块自己的名称空间为准（名称空间的嵌套关系是在定义阶段就确定的，与调用位置无关）

import spam
import spam
import spam
import spam
import spam

print(spam)  # <module 'spam' from 'F:\\Pycharm File\\spam.py'>
spam.aaa()

3.import 的优缺点

• 优点 : 指名道姓的引用某个模块的名字, 不会有冲突
• 缺点 : 需要加前缀, 引用次数多的时候就比较麻烦

4.为模块起别名

• 名字比较长的情况下

import spam as ss
import songhaixing as shawn

5.导入多个模块

⛅不推荐使用
import os, sys, time

⛅推荐使用(清晰明了)
import os
import sys
import time

三.模块使用之 from...import...

1.首次导入模块发生三件事

• 创建一个模块的名称空间
• 执行对应文件, 将产生的名字存放于刚创建的名称空间中 (前两个步骤与 import 一样)
• 在当前名称空间中拿到模块中的名字, 可以直接使用, 不用加任何前缀

2.from...import 的使用

• 同 import一样，执行模块中的功能，始终以模块的名称空间为准（名称空间的嵌套关系是在定义阶段就确定的，与调用位置无关）

from spam import aaa, bbb, change

print(aaa)
aaa()
bbb()       #可以直接调用
change()    #不需要调用名字

3.from...import 的优缺点

• 优点 : 不用加前缀, 直接引用模块中的名字, 代码更精简
• 缺点 : 容易与当前执行文件名称空间中的重复名字发生冲突

4.为模块取别名

from spam import change as ch

print(ch)
ch()

5.导入多个模块功能

from...improt *  # "*" 代表所有

from spam import *

aaa()
bbb()
change()

• 可以使用 __all__ 功能规定只能使用的模块

⛅比如在 "spam.py" 文件中加入
__all__=["aaa","change"]

⛅那么在另一个文件中导入这个文件就只能使用这两个规定的名字

四.模块的循环导入问题

1.什么是循环导入问题

• 模块循环/嵌套导入抛出异常的根本原因是由于在python中模块被导入一次之后，就不会重新导入，只会在第一次导入时执行模块内代码

2.循环导入演示

• 文件 : run.py, m1.py, m2.py

⛅"run.py"
import m1

m1.f1()

⛅"m1.py"
print('正在导入m1')

from m2 import y

x='m1'

⛅"m2.py"
print('正在导入m2')

from m1 import x

y='m2'

⛅测试一 : 执行"run.py"
执行"run.py",导入"m1", 并运行其内部代码, 打印"m1"内容"正在导入m1"
接着开始导入"m2"并运行其内部代码, 打印内容"正在导入m2"
"m2"中又导入"m1"由于"m1"已经被导入过了，所以不会重新导入
于是直接去'm1'中获取"x"，然而"x"此时还没来的急定义在"m1"中，所以报错

⛅测试二 : 执行"m1.py"
执行"m1.py"，打印"正在导入m1"，开始导入"m2"模块进而执行"m2.py"内部代码
打印"正在导入m2"，导入"m1"模块，此时"m1"是第一次被导入，打印"正在导入m1"
紧接着执行"from m2 import y"，由于"m2"已经被导入过了，所以直接向"m2"获取"y"
然而"y"此时并没有来得及定义在"m2"中, 所以报错

3.解决方法

• 我们的项目中应该尽量的避免出现循环 / 嵌套调用
• 如果有多个模块都需要使用共同的功能, 应该将其放入到一个共享文件里去
• 如果程序已经出现了循环 / 嵌套调用, 解决方法如下

⛅方法一 : 将导入语句放入最后
"m1.py"
print('正在导入m1')
x='m1'

from m2 import y

"m2.py"
print('正在导入m2')
y='m2'

from m1 import x

⛅方法二 : 将导入语句放入函数中
"m1.py"
print('正在导入m1')

def f1():
    from m2 import y
    print(y)

x='m1'

"m2.py"
print('正在导入m2')

def f2():
    from m1 import x
    print(x)

y='m2'

五.Py文件的两种用途

1.两种用途

• 脚本 : 一个文件就是整个程序, 用来被执行

• 模块 : 文件中存放着一堆功能, 用来被导入使用

2.执行py文件与被导入py文件名称空间的区别

• 执行py文件 : 程序执行完毕后名称空间回收
• 被导入的py文件 : 当执行文件运行完毕后，导入模块的文件才会跟着结束

3.Python内置变量 __name__

• 该变量在py文件被当做脚本执行时赋值为__main__
• 该变量在py文件被当做模块导入时赋值为模块名

⛅可以在导入模块写内容测试一下：
if __name__ == '__main__':
	print('我被执行了')    # 导入模块自己测试执行会打印
else:
	print('我被导入了')    # 执行文件导入该模块会被打印

六.模块的搜索路径

1.模块的查找顺序

• 内存中已经加载的模块
• 内置模块
• sys.path 中包含的模块

ps : 模块的导入查找的起始点就是当前执行文件所在的目录

2.内存优先级测试

import time
import m1       # 导入 m1

m1.f1()         # 已经读到内存里面
time.sleep(15)  # 在15秒之内删除 m1.py
import m1       # 这一行还可以调用
m1.f1()         # 没有影响

3.内置模块优先级测试

• 新建一个自定义 time.py 文件
• 在 run.py 里调用自定义

⛅"time.py"文件内容
print("这是自定义模块")

⛅"run..py"文件内容
import time  # 首次导入

print(time.time())  # 1607586947.3936024

执行该文件, 发现并没有打印 "这是自定义模块", 而是触发了内置模块"time"的功能

4.sys.path 环境变量介绍

• 查看 sys 环境变量

import sys

print(sys.path)
'''
['F:\\Pycharm File\\PycharmProjects\\python正课\\day17',\
'F:\\Pycharm File',\
'J:\\PyCharm 2020.2.3\\plugins\\python\\helpers\\pycharm_display',\
'K:\\python37\\python37.zip',\
'K:\\python37\\DLLs',\
'K:\\python37\\lib',\
'K:\\python37',\
'K:\\python37\\lib\\site-packages',\
'J:\\PyCharm 2020.2.3\\plugins\\python\\helpers\\pycharm_matplotlib_backend']
'''
可以发现是一个列表 (代表着可以使用 "append" 功能向里面添加路径)
第一个路径是当前执行文件所在的目录
第二个是整个项目的路径, "PyCharm" 的优化 (在别的编辑器上没有,可以忽略)
第四个是 "zip" 格式压缩包, 其实它是python解释器,里面放的是内置以及标准库模块
其他的一些都是第三方库或者自定义下载的模块

ps : 添加文件路径到 sys 环境变量

import sys
sys.path.append("[文件路径]")

例:
import sys
sys.path.append("F:\Pycharm File\PycharmProjects\python正课\day10")
print(sys.path[-1])  # F:\Pycharm File\PycharmProjects\python正课\day10

5.总结注意点

• 如果自定义模块名与内置和第三方名相同, 则会先调用内置的, 所以名字尽量不要与内置和第三方相同
• 强调 : sys.path 的第一个路径是当前执行文件所在的文件夹

梦里有我闻过的花香 也有我与你初遇的地方