模块

1 什么是模块？

    一个模块就是一个包含了python定义和声明的文件，文件名就是模块名字加上.py的后缀。

2 为何要使用模块？

    如果你退出python解释器然后重新进入，那么你之前定义的函数或者变量都将丢失，因此我们通常将程序写到文件中以便永久保存下来，需要时就通过python test.py方式去执行，此时test.py被称为脚本script。

    随着程序的发展，功能越来越多，为了方便管理，我们通常将程序分成一个个的文件，这样做程序的结构更清晰，方便管理。这时我们不仅仅可以把这些文件当做脚本去执行，还可以把他们当做模块来导入到其他的模块中，实现了功能的重复利用，

3.如何使用模块？

3.1 import

示例文件：spam.py，文件名spam.py,模块名spam

 1 #spam.py
 2 print('from the spam.py')
 3 
 4 money=1000
 5 
 6 def read1():
 7     print('spam->read1->money',money)
 8 
 9 def read2():
10     print('spam->read2 calling read')
11     read1()
12 
13 def change():
14     global money
15     money=0

3.1.1 模块可以包含可执行的语句和函数的定义，这些语句的目的是初始化模块，它们只在模块名第一次遇到导入import语句时才执行（import语句是可以在程序中的任意位置使用的,且针对同一个模块很import多次,为了防止你重复导入，python的优化手段是：第一次导入后就将模块名加载到内存了，后续的import语句仅是对已经加载大内存中的模块对象增加了一次引用，不会重新执行模块内的语句），如下 

 1 #test.py
 2 import spam #只在第一次导入时才执行spam.py内代码,此处的显式效果是只打印一次'from the spam.py',当然其他的顶级代码也都被执行了,只不过没有显示效果.
 3 import spam
 4 import spam
 5 import spam
 6 
 7 '''
 8 执行结果：
 9 from the spam.py
10 '''

我们可以从sys.module中找到当前已经加载的模块，sys.module是一个字典，内部包含模块名与模块对象的映射，该字典决定了导入模块时是否需要重新导入。

3.1.2 每个模块都是一个独立的名称空间，定义在这个模块中的函数，把这个模块的名称空间当做全局名称空间，这样我们在编写自己的模块时，就不用担心我们定义在自己模块中全局变量会在被导入时，与使用者的全局变量冲突

 1 #测试一:money与spam.money不冲突
 2 #test.py
 3 import spam 
 4 money=10
 5 print(spam.money)
 6 
 7 '''
 8 执行结果：
 9 from the spam.py
10 1000
11 '''

 1 #测试二：read1与spam.read1不冲突
 2 #test.py
 3 import spam
 4 def read1():
 5     print('========')
 6 spam.read1()
 7 
 8 '''
 9 执行结果:
10 from the spam.py
11 spam->read1->money 1000
12 '''

 1 #测试三：执行spam.change()操作的全局变量money仍然是spam中的
 2 #test.py
 3 import spam
 4 money=1
 5 spam.change()
 6 print(money)
 7 
 8 '''
 9 执行结果：
10 from the spam.py
11 1
12 '''

3.1.3 总结：首次导入模块spam时会做三件事：

1.为源文件(spam模块)创建新的名称空间，在spam中定义的函数和方法若是使用到了global时访问的就是这个名称空间。

2.在新创建的命名空间中执行模块中包含的代码，见初始导入import spam

1 提示:导入模块时到底执行了什么？
2 
3 In fact function definitions are also ‘statements’ that are ‘executed’; the execution of a module-level function definition enters the function name in the module’s global symbol table.
4 事实上函数定义也是“被执行”的语句，模块级别函数定义的执行将函数名放入模块全局名称空间表，用globals()可以查看

3.创建名字spam来引用该命名空间

1 这个名字和变量名没什么区别，都是‘第一类的’，且使用spam.名字的方式可以访问spam.py文件中定义的名字，spam.名字与test.py中的名字来自两个完全不同的地方。

 3.1.4 为模块名起别名，相当于m1=1;m2=m1 

1 import spam as sm
2 print(sm.money)

    为已经导入的模块起别名的方式对编写可扩展的代码很有用，假设有两个模块xmlreader.py和csvreader.py，它们都定义了函数read_data(filename):用来从文件中读取一些数据，但采用不同的输入格式。可以编写代码来选择性地挑选读取模块，例如

1 if file_format == 'xml':
2     import xmlreader as reader
3 elif file_format == 'csv':
4     import csvreader as reader
5 data=reader.read_date(filename)

3.1.5 在一行导入多个模块

1 import sys,os,re

3.2 from ... import...

3.2.1 对比import spam，会将源文件的名称空间'spam'带到当前名称空间中，使用时必须是spam.名字的方式

而from 语句相当于import，也会创建新的名称空间，但是将spam中的名字直接导入到当前的名称空间中，在当前名称空间中，直接使用名字就可以了、

 1 from spam import read1,read2

这样在当前位置直接使用read1和read2就好了，执行时，仍然以spam.py文件全局名称空间

 

如果当前有重名read1或者read2，那么会有覆盖效果。

 

需要特别强调的一点是：python中的变量赋值不是一种存储操作，而只是一种绑定关系，如下：

 1 from spam import money,read1
 2 money=100 #将当前位置的名字money绑定到了100
 3 print(money) #打印当前的名字
 4 read1() #读取spam.py中的名字money,仍然为1000
 5 
 6 '''
 7 from the spam.py
 8 100
 9 spam->read1->money 1000
10 '''

3.2.2 也支持as

1 from spam import read1 as read

3.2.3 也支持导入多行

1 from spam import (read1,
2                   read2,
3                   money)

3.2.4 from spam import * 把spam中所有的不是以下划线(_)开头的名字都导入到当前位置，大部分情况下我们的python程序不应该使用这种导入方式，因为*你不知道你导入什么名字，很有可能会覆盖掉你之前已经定义的名字。而且可读性极其的差，在交互式环境中导入时没有问题。

 1 from spam import * #将模块spam中所有的名字都导入到当前名称空间
 2 print(money)
 3 print(read1)
 4 print(read2)
 5 print(change)
 6 
 7 '''
 8 执行结果:
 9 from the spam.py
10 1000
11 <function read1 at 0x1012e8158>
12 <function read2 at 0x1012e81e0>
13 <function change at 0x1012e8268>
14 '''

可以使用__all__来控制*（用来发布新版本）

在spam.py中新增一行

__all__=['money','read1'] #这样在另外一个文件中用from spam import *就这能导入列表中规定的两个名字

3.2.5 考虑到性能的原因，每个模块只被导入一次,放入字典sys.module中，如果你改变了模块的内容，你必须重启程序，python不支持重新加载或卸载之前导入的模块，

有的同学可能会想到直接从sys.module中删除一个模块不就可以卸载了吗，注意了，你删了sys.module中的模块对象仍然可能被其他程序的组件所引用，因而不会被清楚。

特别的对于我们引用了这个模块中的一个类，用这个类产生了很多对象，因而这些对象都有关于这个模块的引用。

如果只是你想交互测试的一个模块，使用 importlib.reload(), e.g. import importlib; importlib.reload(modulename)，这只能用于测试环境。

 

 

3.3 把模块当做脚本执行 

我们可以通过模块的全局变量__name__来查看模块名：
当做脚本运行：
__name__ 等于'__main__'

当做模块导入：
__name__=

作用：用来控制.py文件在不同的应用场景下执行不同的逻辑
if __name__ == '__main__':

 

执行

1 #python fib.py <arguments>
2 python fib.py 50 #在命令行