Python 模塊

簡述

前面，我們分享的所有示例程序幾乎都是在 Python 的交互式 shell 中完成的。倘若從 shell 中退出，則之前所做的一切都會丟失。因此，如果要編寫較長的程序，最好是利用文本編輯器，將程序保存在文件中，然後將該文件作為解釋器的輸入來運行，這個過程被稱為創建腳本。

隨著程序的發展，功能會越來越多，通常需要將其拆分成好多個文件，以便使結構清晰、易於維護。除此之外，還可能想在多個程序中使用已編寫過的一些函數，而無需將其定義復制到每個程序中… 為此，可以將定義放在一個文件中，並在解釋器的交互模式下或者腳本中使用它，這樣的文件被稱為模塊。

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Python 中的模塊

模塊是一個包含 Python 代碼的 ​​.py​​ 文件

模塊既可以被導入到 Python 的交互式解釋器中，也可以被導入到其他模塊中，除此之外，模塊還可以作為獨立的腳本來執行。

導入模塊的動作由 ​​import​​​ 語句完成，通常（非必需）將所有的 ​​import​​ 語句放在一個模塊（或腳本）的開頭處，被導入的模塊名被放置在導入模塊的全局符號表中。

一個模塊可以包含可執行語句和函數定義，這些語句用於初始化模塊，它們僅在 ​​import​​ 語句中第一次遇到模塊名時執行（如果文件作為腳本執行，它們也會運行）。

Python 本身提供了大量的標准模塊（例如：​​math​​​、​​os​​​），完整的列表可以在 ​ ​Python Module Index​​ 中找到，這些文件位於 Python 安裝位置的 Lib 目錄中。

注意：標准模塊的導入方式與用戶自定義模塊的導入方式相同

import 語句

可以使用 ​​import​​​ 語句導入一個模塊，並使用點（​​.​​）運算符訪問其中的名稱（定義）。

例如，我們編寫了一個 ​​script.py​​​ 模塊，來訪問標准模塊 ​​math​​：

import math



print('pi:', math.pi)

print('fabs:', math.fabs(-2))


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其中，​​pi​​​ 是 ​​math​​​ 的屬性，也就是數學中的圓周率 - ​​π​​​。而 ​​fabs()​​ 是其中的函數，用於取絕對值。

執行腳本：

$ python script.py

pi: 3.141592653589793

fabs: 2.0


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如果要導入多個模塊，可以使用多個 ​​import​​ 語句：

import math

import os


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也可以將其合並為一個，模塊名之間用逗號（​​,​​）進行分隔：

import math, os


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推薦使用第一種方式，可讀性更好。雖然操作起來麻煩一些，但便於理解。

import ... as ... 語句

一旦模塊名稱過長，便可以在導入時進行重命名，幫助記憶。

例如，將 ​​math​​​ 重命名為 ​​m​​：

import math as m



print('pi:', m.pi)

print('fabs:', m.fabs(-2))



# 無效，引發 NameError

#print('pi:', math.pi)

#print('fabs:', math.fabs(-2))


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這裡，可以將 ​​m​​​ 看做是 ​​math​​​ 的一個別名，用 ​​m.pi​​ 的形式來訪問。

注意： 在這種情況下，名稱 ​​math​​ 不會被識別，它是無效的。

from ... import ... 語句

可以從模塊導入特定的名稱，而無需導入整個模塊。

例如，從 ​​math​​​ 模塊僅導入屬性 ​​pi​​：

from math import pi



print('pi:', pi)



# 無效，引發 NameError

#print('pi:', math.pi)

#print('fabs:', fabs(-2))


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這時，要訪問 ​​pi​​，不需要使用點運算符。

注意： 在這種情況下，由於只導入了 ​​pi​​​ 而沒有導入其他名稱，所以無法訪問 ​​fabs()​​。

from ... import * 語句

可以使用星號（​​*​​）從模塊中導入所有的名稱。

from math import *



print('pi:', pi)

print('fabs:', fabs(-2))


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這樣，math 模塊中的所有定義都會被導入，這使得除了以下劃線（​​_​​）開始的所有名字在范圍內都是可見的。

注意： 這種用法並不好，因為會引入一組未知的名稱，而且有可能導致標識符的重復定義，可讀性很差，所以不建議使用。