【Python】模块

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正文

1. 模块的概念

在 Python 里，模块是一个包含 Python 定义和语句的文件，其文件名以 .py 结尾。模块可以定义函数、类和变量，还能包含可执行的代码。使用模块能够将代码组织成多个文件，增强代码的可维护性和可复用性。

2. 模块的创建

简单模块示例：
创建一个简单的模块，例如创建一个名为 math_operations.py 的文件，内容如下：

# math_operations.py
def add(a, b):
    return a + b

def subtract(a, b):
    return a - b

PI = 3.14159

在这个模块中，定义了两个函数 add 和 subtract，还定义了一个常量 PI。

3. 模块的导入

3.1 import 语句

使用 import 语句可以导入整个模块。导入后，可以使用模块名作为前缀来访问模块中的函数、类和变量。

import math_operations

result_add = math_operations.add(3, 5)
print(result_add)  

result_subtract = math_operations.subtract(10, 4)
print(result_subtract)  

print(math_operations.PI)  

3.2 from...import 语句

使用 from...import 语句可以从模块中导入特定的函数、类或变量，导入后可以直接使用这些名称，无需加模块名前缀。

from math_operations import add, PI

result = add(2, 7)
print(result)  

print(PI)  

3.3 from...import * 语句

使用 from...import * 语句可以导入模块中的所有内容。不过这种方式可能会导致命名冲突，不建议在生产代码中大量使用。

from math_operations import *

result = subtract(8, 3)
print(result)  

4. 模块的搜索路径

当使用 import 语句导入模块时，Python 会按照以下顺序搜索模块：

1. 当前目录：Python 首先会在当前运行脚本所在的目录中查找模块。
2. 环境变量 PYTHONPATH 包含的目录：可以通过设置 PYTHONPATH 环境变量来指定额外的模块搜索路径。
3. Python 安装目录下的标准库目录：Python 自带的标准库模块会在这里被找到。

可以通过 sys.path 查看 Python 的模块搜索路径：

import sys
print(sys.path)

5. 模块的内置属性

5.1 __name__ 属性

每个模块都有一个 __name__ 属性，当模块作为脚本直接运行时，__name__ 的值为 '__main__'；当模块被其他模块导入时，__name__ 的值为模块名。可以利用这个属性来区分模块是作为脚本运行还是被导入。

# math_operations.py
def add(a, b):
    return a + b

if __name__ == '__main__':
    result = add(2, 3)
    print(result)

5.2 __doc__ 属性

__doc__ 属性用于获取模块的文档字符串，即模块文件开头用三引号括起来的说明性文字。

# math_operations.py
"""
这是一个用于数学运算的模块。
包含加法和减法函数。
"""
def add(a, b):
    return a + b

import math_operations
print(math_operations.__doc__)

6. 标准库模块

Python 拥有丰富的标准库模块，这些模块提供了各种功能，例如文件操作、网络编程、数据处理等。以下是一些常用标准库模块的示例：

6.1 math 模块

提供了数学相关的函数和常量。

import math

result = math.sqrt(16)
print(result)  

print(math.pi)  

6.2 random 模块

用于生成随机数。

import random

random_number = random.randint(1, 10)
print(random_number)  

6.3 os 模块

提供了与操作系统交互的功能，例如文件和目录操作。

import os

# 获取当前工作目录
current_dir = os.getcwd()
print(current_dir)  

7. 第三方模块

除了标准库模块，Python 还有大量的第三方模块，这些模块可以通过包管理工具（如 pip）进行安装和使用。例如，numpy 用于科学计算，pandas 用于数据处理和分析。

7.1 安装第三方模块

使用 pip 安装 numpy 模块：

pip install numpy

7.2 使用第三方模块

import numpy as np

arr = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
print(arr)  

以上是一个使用第三方模块的简单例子。

结语
感谢您的阅读！期待您的一键三连！欢迎指正！