✍Python【模块与包】保姆式教学,新手快速入门

x33g5p2x  于2021-09-18 转载在 Python  
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👳前言

这是新手教程的第四期了,前面已经出过了Python的基础入门、面向对象编程和正则三期,今天的内容是Python的模块与包。

在这里插入图片描述

如果你还没有看过前面的教程,有时间可以回去看一下,欢迎订阅我的专栏,这个系列的文章都会放在专栏里面,学完你就能无障碍进阶Python的任何方向。
Python新手入门教程专栏

模块与包在Python当中使用得不可谓不频繁,Python之所以代码量少、开发速度快,模块与包占据了非常大的原因,这也是新手在进阶爬虫、数据分析、web开发等方向必须掌握的技能。

👳一、模块

(一)定义

模块指的是Python的程序文件(源文件),模块的文件名就是模块名加上.py,里面包含了Python对象定义和Python语句,模块包含了定义函数、类和执行代码等等,一般情况下不要去修改模块,以免模块失效。


(二)模块导入

Python中允许导入的形式来进行模块调用,Python中的模块也是对象,模块中定义的所有全局变量,导入后都成为模块的属性。

1.语法1: import 模块名

如果要导入多个模块,可以只用1个import来导入多个模块,多个模块之间用逗号隔开即可,但是在Python的PEP8风格里面,不建议这么做,所以要导入几个模块,就写几个import来进行挨个导入。

例子:导入math模块并调用sqrt()开平方的功能对9进行开平方

import math
num = math.sqrt(9)
print(num)

输出结果:

3.0

提示一下,在Python中进行运算操作默认返回的是float类型,所以是3.0。

2.语法2: from 模块名 import 功能1,功能2

注意这里的功能后面不加括号。

例子:导入math模块并调用sqrt()开平方的功能对9进行开平方

from math import sqrt
num = sqrt(9)
print(num)

输出结果:

3.0

3.语法3:from 模块名 import

一般情况下,这个语法可以导入模块的所有功能,当你要用某个模块的多个功能的时候,就不用挨个写了,这里我就不举例了,都是一样的。

注意点

这个方式并非在所有情况下都能导入模块中的所有功能,
如果模块中有__all__=["功能1","功能2"]这样的声明,
那么导入的模块只能用功能1和功能2,
如果模块中还有功能3等等功能,但是没有在__all__=[列表]中声明,则无法调用。

例子:(这个例子需要看完下面的自定义模块才看得懂)

新建了1个叫module1的模块,模块代码有2个功能:

def fun1() : #实现a+b并输出结果
    print("fun1")

def fun2() : #实现a+b并输出结果
    print("fun2")
__all__ = ["fun1"]  #声明只能调用fun1()

在另一个Python文件中用语法3的方式导入模块中的所有方法:

from module1 import *
fun1()
fun2()

执行结果只打印出来fun1,然后就报错提示fun2()没有被定义,无法识别,这就是因为

在module1中用__all__声明了可调用的方法只有fun1()。

(三)定义别名

有的模块或者模块内的功能名字比较长,多次使用的时候不方便,可以进行自定义模块或者功能的名字。

1.模块自定义别名: import 模块名 as 别名

例子:自定义time模块为别名t并使用。

import time as t
t.sleep(3)  #延迟三秒
print("hello world")

程序执行3秒后输出:

hello world

2.功能自定义别名: from 模块名 import 功能名 as 别名

例子:导入time模块并自定义sleep()功能为s这个名字

from time import sleep as s
s(5)	#延时5秒
print("hello world")

程序执行5秒后输出:

hello world

(四)自定义模块

每个人都能生成自定义模块来进行调用,自定义模块就是Python文件,我们写代码时创建的Python文件就相当于1个模块。

注意点:被调用的模块尽量放在当前Python文件相同目录下,否则导入时要声明所在文件夹才能导入。

例子:自定义1个模块,在另一个Python文件中进行调用。

新建1个名为module1的Python文件,代码如下:

def fun1(a,b) : #实现a+b并输出结果
    print(a+b)

相同目录下新建另一个Python文件,调用module1.py这个模块:

import module1
module1.fun1(20,30)

运行当前Python文件结果:

50

(五)模块的测试

每个模块导入的时候都默认被执行一遍,但同时在模块内部又存在着很多的内部测试代码,为了避免导入模块时执行了模块内部的测试代码,于是就牵扯到一个方法:

很多模块在内部都有测试方法:
if __name__ == "__main__":
	代码1

这个方法能够实现一个功能,在模块中执行的话,就会执行代码1的代码,在其他文件导入该模块的时候,则不会执行代码1的代码,所以一般模块内部的测试都放在了代码1当中。

为什么?神奇的点就在于__name__,它在当前文件中执行的结果是__main__,在其他文件导入时执行的结果是模块名,所以利用这一点,用上if语句就能判断模块执行到底是在当前文件执行还是被导入执行。

举例:

新建1个Python叫module1,作为模块,代码如下:

print(__name__) #打印__name__

执行结果:

__main__

再新建1个Python文件,导入刚才建好的module1.py模块:

import module1

执行结果:

module1

在当前文件的执行和被导入时执行,结果是不一样的,所以它成为了模块的内部测试方法。

注意点:在自定义的模块中,不建议写while循坏,不然导入的过程中一直在执行模块里面的while循坏,可能会跳不出来,也就是一直在导入模块,其他代码执行不到。


👳二、包

(一)定义

包就是将有联系的模块放在同一个文件夹下,并且该文件夹里有“__init__.py”这个文件,这个文件夹就叫做包。

包的特征:

1.包也是对象
2.必须有__init__.py文件
3.__init__.py文件是包的构造方法,控制着包的导入行为,一般是个空包
4.包里面不仅可以有模块,还可以有子包

(二)包的创建

在Pycharm软件中新建1个项目文件,创建完成后,打开Pycharm创建1个项目文件夹→点击文件夹→右键弹出选项→New→Python Package→完成创建,创建的新文件夹就是包,里面自动创建了init文件。

在这里插入图片描述


(三)包的导入

常规导入方法主要有2种。

方法1:import 包名.模块名.目标

方法2:import 包名.子包.模块名.目标

这里所说的目标可以是变量、函数等等对象,具体的在下面会讲到。


(四)包的使用

使用形式1:常规使用1

import 包名.模块名
包名.模块名.功能

举例:创建1个包,在另一个.py文件中使用,要求.py文件不包含在创建的包内。

步骤1,打开Pycharm新建一个项目,创建1个包,命名为demo,包里面新建1个.py文件,命名为my_module,代码如下:

a = 100
def fun1():
    print("这是1个包")

步骤2,打开另1个.py文件,导入已创建的包

import  demo.my_module
print(demo.my_module.a)
demo.my_module.fun1()

执行结果:

100
这是1个包

使用形式2:常规使用2

from 包名 import 模块名
模块名.功能
模块名.变量

举例:我沿用上面已经创建好的demo包,直接在步骤2中修改代码,用这个新方式去导入包并使用。

from demo import my_module
print(my_module.a)
my_module.fun1()

执行结果是一样的:

100
这是1个包

使用形式3:另起别名并使用

import 包名.模块名 as 别名
别名.功能
别名.变量

上面使用形式1中可能有人会发现,导入模块后的使用不太方便,又要包名又要模块名的,能不能简单点?当然可以,直接给包里的模块另起1个缩短的别名,后面直接用别名就可以了。

沿用上面的使用形式1的例子,这里我就不改动步骤1了,我直接在步骤2中进行另起别名。

import  demo.my_module as n1    #另起别名为n1
print(n1.a)
n1.fun1()

执行结果:

100
这是1个包

结果是一样的,但如果代码比较长的话,使用别名会方便很多。

当然了,这里也可以用使用形式2的方式导入包并另起别名,使用时用别名就可以了,这个方式我就不举例了,你们自己可以去试试。

使用方式4:导入某个功能

from 包名.模块名 import 功能1
功能1

这里我也沿用已创建好的包,直接在另一个.py文件中进行使用。

from demo.my_module import fun1
fun1()

执行结果:

这是1个包

使用方式5:导入所有功能

在模块导入的时候我们介绍了import /* 这个方式去导入模块里面的所有功能,在这里也可以这么入导入包里面的模块的所有功能。

举例,名叫“demo”包里面有1个模块叫“hhhh”,模块的代码如下:

def fun1(): 
    print("这是功能1")
def fun2():
    print("这是功能2")

然后我们在另一个.py文件中调用一下;

from demo.hhhh import *
fun1()
fun2()

执行结果:

这是功能1
这是功能2

6.关于all的使用

关于__all__的使用在模块的时候有介绍过,那是控制可以被导入的功能列表,但在包里面,__all__是控制可以被导入的模块列表,即声明哪些模块可以被导入。

包里面的__all__是在__init__文件中声明的,而不是在哪个模块中写的。

举例:一个包里面有多个模块,其中被all声明的模块可以被导入,不声明的不可以被导入。

步骤1,在名为demo的包里面有hhhh和my_module两个模块,但在int文件中被all声明只有hhhh文件可以使用,int文件的代码如下:

__all__ = [
    "hhhh"  # hhhh模块允许被导入
]

步骤2,在新的.py文件中导入demo包里面的hhhh和my_module两个模块:

from demo import *	#导入包里面的所有模块
hhhh.fun1()		#调用hhhh模块的fun1功能,输出“这是功能1”
my_module.fun1()	#调用my_module模块的fun1功能,输出“这是1个包”

执行结果:

在这里插入图片描述

很明显,虽然用 /* 导入了所有模块,但被all声明可导入的hhhh模块是可以被使用的,没被all声明的my_module模块是不能使用的,系统无法识别。


👳三、模块与包的作用

1.提高代码的可重用性。好用的代码不止你1个人可以用,很多人都可以重复使用它。

2.提高代码的可读性。如果所有的代码都放在1个.py文件中,那代码就太长了,增加了理解和维护难度,所以可以把一些常用的代码封装成包和模块,起1个望文生义的名字,需要的时候直接用就行,减少了代码的数量,提高了可读性。

3.减少代码的冗余。模块里面封装的一些方法,我们直接给参数去使用就可以了,不用把方法再写一遍,占用内存,也就减少了代码的冗余。


👳四、第三方库的安装

Python虽然有很多自带的模块和包,简称内置模块,但只会使用内置模块还不够,毕竟内置模块有限,我们经常会用到第三方的库,这个时候学习怎么安装第三方的库(包)是很必要的。

今天来介绍3种第三方模块与包的安装方法。

1.通过pip安装

可以通过包管理命令pip去进行第三模块与包的下载和安装,前提是你安装的Python是照着我前面在【Python基础入门】那篇文章所讲的方式去安装,所有的选项都勾选了,这样你就不用配置环境变量了,首先查看一下你的pip是否能用。
方法:WIN+R调出运行窗口→输入cmd→如果出现下面的pip信息则是可以使用pip

在这里插入图片描述

如果出现红字提示“cmd中 ’pip‘不是内部或外部命令,也不是可运行的程序或批处理文件”,那么你就手动配置一下环境变量吧,实在不行就回过头跟着我说的安装Python的步骤去重新装吧。

回到pip如何安装第三方模块与包的问题,首先我们得知道我们要安装的第三方模块与包是叫什么名字,比如Pillow这个第三方库,这是Python下非常强大的处理图像的工具库,安装方法是:

1.WIN+R调出运行窗口
2.输入cmd
3.输入 pip install Pillow
4.等待下载和安装的完成

请添加图片描述

有时候会出现很多红字提示下载失败,这个很正常,原因可能是:
(1).pip版本过低,升级一下pip版本,在黑窗口输入:python -m pip install -U pip

(2)网络不好,多下载几遍就可以了


2.通过Pycharm安装

通过pip安装是不需要打开软件的,但我们也可以通过Pycharm进行安装,方法如下:
点击左上角的 File → Settings → Project:项目名 → Python interpreter → 点击 + →
输入你想安装的包名,选择你看上的 → 点击 Install Package → 等待下载和安装

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3.通过渠道下载.whl文件安装

可以通过官网等渠道去搜索和下载你想要的包,官网:https://pypi.org/ ,搜索你要下载的第三方库,比如说Pillow这个库,直接搜就可以了:

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然后选择你要下载的文件,比如Pillow8.3.2这个版本,进入下载页面,点击 Download files。

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进去之后有很多的版本型号,建议选择与你符合的版本,否则可能装不了,这里要注意Python版本、系统和电脑的位数。

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比如说我的Python装的是3.9.6的,所以我下的是cp39里面的,电脑是64位,用的是Windows系统,所以我下的版本是 Pillow-8.3.2-cp39-cp39-win_amd64.whl 这个文件。

在这里插入图片描述

下载好之后,WIN+R 打开命令行输入CMD,在黑窗口中输入 pip install 文件路径下的文件名,比如我下载后存放的路径是D:\谷歌浏览器,所以我在黑窗口输入的代码是:

pip install D:\谷歌浏览器\Pillow-8.3.2-cp39-cp39-win_amd64.whl

然后回车进行安装,等待安装完成。

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👳结语

Python中的模块与包就先讲到这里了,有粉丝跟我说不知道该怎么去看这个系列的博文,我这里说明一下,下面这张图是我这个系列的文章知识板块的总览,主要分成基础入门和高级编程两块,跟着序号去学就可以。

在这里插入图片描述

比如说首先你才开始学Python,那你就看基础入门的文章,这一块的知识我都放成了一篇,学完之后再去看高级编程里面的文章,跟着序号去找对应的文章就可以了,虽然有些板块我还没整理好,但后续会陆续更新这一块的内容的。
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