第八章 模块和包.pdf
第八章第八章 模块和包模块和包本章的主题就是模块和包。较大的Python程序基本上都使用模块和包进行组织，Python发行版也包括方方面面许许多多的模块.1.1.1.1.1.1.1.1.模块模块你可以使用import语句将一个源代码文件作为模块导入.例如:Toggle line numbers lang=en id=CA-f0fb854d54813151de77c7aefc15bafc3c316ab6_000 dir=ltr1#file:spam.py2 a=37#一个变量3 def foo:#一个函数4print Im foo5 class bar:#一个类6def grok(self):7print Im bar.grok8 b=bar()#创建一个实例使用import spam 语句就可以将这个文件作为模块导入。系统在导入模块时，要做以下三件事：为源代码文件中定义的对象创建一个名字空间，通过这个名字空间可以访问到模块中定义的函数及变量。2.在新创建的名字空间里执行源代码文件.3.创建一个名为源代码文件的对象，该对象引用模块的名字空间，这样就可以通过这个对象访问模块中的函数及变量，如：Toggle line numbers lang=en id=CA-af6d0500d6fe62cad1d45e8042a2f7f18e935b90_001 dir=ltr1import spam#导入并运行模块 spam2print spam.a#访问模块 spam 的属性3spam.foo()4c=spam.bar()5.用逗号分割模块名称就可以同时导入多个模块:import socket,os,regex模块导入时可以使用 as 关键字来改变模块的引用对象名字:Toggle line numbers lang=en id=CA-2b1a71c7c83e1a22cae59eceff2d3670f384f2f5_002 dir=ltr1import os as system2 import socket as net,thread as threads3 system.chdir(.)4 net.gethostname()使用from语句可以将模块中的对象直接导入到当前的名字空间.from语句不创建一个到模块名字空间的引用对象，而是把被导入模块的一个或多个对象直接放入当前的名字空间:Toggle line numbers lang=en id=CA-adbe7e7c7b340d1f45c448fdc05323eb6072e85f_003dir=ltr1from socket import gethostname2#将gethostname放如当前名字空间3 print gethostname()#直接调用4 socket.gethostname()#引发异常NameError:socketfrom语句支持逗号分割的对象，也可以使用星号(*)代表模块中除下划线开头的所有对象:Toggle line numbers lang=en id=CA-14c1a6437b32579c97af1daffbe8565e08e307da_004dir=ltr1from socket import gethostname,socket2 from socket import*#载入所有对象到当前名字空间不过，如果一个模块如果定义有列表_all_，则from module import*语句只能导入_all_列表中存在的对象。#module:foo.py_all_=bar,spam#定义使用*可以导入的对象另外,as 也可以和 from 联合使用:Toggle line numbers lang=en id=CA-58a328b76f70e07bc47e1efa6a5160184956e6ac_005dir=ltr1from socket import gethostname as hostname2 h=hostname()import 语句可以在程序的任何位置使用，你可以在程序中多次导入同一个模块，但模块中的代码*仅仅*在该模块被首次导入时执行。后面的import语句只是简单的创建一个到模块名字空间的引用而已。sys.modules字典中保存着所有被导入模块的模块名到模块对象的映射。这个字典用来决定是否需要使用import语句来导入一个模块的最新拷贝.from module import*语句只能用于一个模块的最顶层.*特别注意*：由于存在作用域冲突，不允许在函数中使用from 语句。每个模块都拥有 _name_ 属性，它是一个内容为模块名字的字符串。最顶层的模块名称是_main_.命令行或是交互模式下程序都运行在_main_ 模块内部.利用_name_属性，我们可以让同一个程序在不同的场合（单独执行或被导入)具有不同的行为，象下面这样做：#检查是单独执行还是被导入if _name_=_main_:#Yesstatementselse:#No(可能被作为模块导入)statements1.2.1.2.1.2.1.2.模块搜索路径模块搜索路径导入模块时,解释器会搜索sys.path列表,这个列表中保存着一系列目录。一个典型的sys.path 列表的值：Linux:,/usr/local/lib/python2.0,/usr/local/lib/python2.0/plat-sunos5,/usr/local/lib/python2.0/lib-tk,/usr/local/lib/python2.0/lib-dynload,/usr/local/lib/python2.0/site-packagesWindows:,C:WINDOWSsystem32python24.zip,C:DocumentsandSettingsweizhong,C:Python24DLLs,C:Python24lib,C:Python24libplat-win,C:Python24liblib-tk,C:Python24Libsite-packagespythonwin,C:Python24,C:Python24libsite-packages,C:Python24libsite-packageswin32,C:Python24libsite-packageswin32lib,C:Python24libsite-packageswx-2.6-msw-unicode空字符串代表当前目录.要加入新的搜索路径,只需要将这个路径加入到这个列表.1.3.1.3.1.3.1.3.模块导入和汇编模块导入和汇编到现在为止，本章介绍的模块都是包含Python源代码的文本文件.不过模块不限于此，可以被import 语句导入的模块共有以下四类:使用Python写的程序(.py文件)C或C+扩展(已编译为共享库或DLL文件)包(包含多个模块)内建模块(使用C编写并已链接到Python解释器内)当查询模块 foo 时,解释器按照 sys.path 列表中目录顺序来查找以下文件(目录也是文件的一种):定义为一个包的目录 foofoo.so,foomodule.so,foomodule.sl,或 foomodule.dll(已编译扩展)foo.pyo(只在使用-O 或-OO 选项时)foo.pycfoo.py后面马上介绍包已编译扩展在附录B:Extending and Embedding Python.中有详细描述.对于.py文件,当一个模块第一次被导入时,它就被汇编为字节代码,并将字节码写入一个同名的.pyc文件.后来的导入操作会直接读取.pyc文件而不是.py文件.(除非.py文件的修改日期更新,这种情况会重新生成.pyc文件)在解释器使用-O 选项时，扩展名为.pyo的同名文件被使用.pyo文件的内容虽去掉行号,断言,及其他调试信息的字节码，体积更小,运行速度更快.如果使用-OO选项代替-O,则文档字符串也会在创建.pyo文件时也被忽略.如果在sys.path提供的所有路径均查找失败,解释器会继续在内建模块中寻找,如果再次失败，则引发 ImportError 异常.pyc和.pyo文件的汇编,当且仅当import 语句执行时进行.当 import 语句搜索文件时,文件名是大小写敏感的 即使在文件系统大小写不敏感的系统上也是如此(Windows等).这样,import foo 只会导入文件foo.py而不会是FOO.PY.*注意*:Python的2.1之前的版本的,这个功能在某些平台上会有问题.要写出兼容性好的程序,就避免在模块名中大小定混用.1.4.1.4.1.4.1.4.重新导入模块重新导入模块如果更新了一个已经用import语句导入的模块，内建函数reload()可以重新导入并运行更新后的模块代码.它需要一个模块对象做为参数.例如:Toggle line numbers lang=en id=CA-008c38862b5910d771b718b82c2dd94602ef7c4a_006 dir=ltr1 import foo2.some code.3 reload(foo)#重新导入 foo在reload()运行之后的针对模块的操作都会使用新导入代码，不过reload()并不会更新使用旧模块创建的对象，因此有可能出现新旧版本对象共存的情况。*注意*使用C或C+编译的模块不能通过 reload()函数来重新导入。记住一个原则，除非是在调试和开发过程中，否则不要使用reload()函数.1.5.1.5.1.5.1.5.包包多个关系密切的模块应该组织成一个包，以便于维护和使用。这项技术能有效避免名字空间冲突。创建一个名字为包名字的文件夹并在该文件夹下创建一个_init_.py 文件就定义了一个包。你可以根据需要在该文件夹下存放资源文件、已编译扩展及子包。举例来说，一个包可能有以下结构:Graphics/_init_.pyPrimitive/_init_.pylines.pyfill.pytext.py.Graph2d/_init_.pyplot2d.py.Graph3d/_init_.pyplot3d.py.Formats/_init_.pygif.pypng.pytiff.pyjpeg.pyimport语句使用以下几种方式导入包中的模块:*import Graphics.Primitive.fill 导入模块Graphics.Primitive.fill,只能以全名访问模块属性,例如Graphics.Primitive.fill.floodfill(img,x,y,color).*from Graphics.Primitive import fill 导入模块fill,只能以 fill.属性名 这种方式访问模块属性,例如 fill.floodfill(img,x,y,color).*from Graphics.Primitive.fill import floodfill 导入模块fill,并将函数floodfill放入当前名称空间,直接访问被导入的属性，例如 floodfill(img,x,y,color).无论一个包的哪个部分被导入,在文件_init_.py中的代码都会运行.这个文件的内容允许为空,不过通常情况下它用来存放包的初始化代码。导入过程遇到的所有 _init_.py文件都被运行.因此import Graphics.Primitive.fill 语句会顺序运行Graphics 和Primitive 文件夹下的_init_.py文件.下边这个语句具有歧义:from Graphics.Primitive import*这个语句的原意图是想将Graphics.Primitive包下的所有模块导入到当前的名称空间.然而,由于不同平台间文件名规则不同(比如大小写敏感问题),Python不能正确判定哪些模块要被导入.这个语句只会顺序运行 Graphics 和 Primitive 文件夹下的_init_.py文件.要解决这个问题，应该在Primitive文件夹下面的_init_.py中定义一个名字all的列表，例如:Toggle line numbers lang=en id=CA-4a47d0fa607aec2e9fe9cdbb0ddbec27ca6387e2_007 dir=ltr1#Graphics/Primitive/_init_.py2 _all_=lines,text,fill,.这样,上边的语句就可以导入列表中所有模块.下面这个语句只会执行Graphics目录下的_init_.py文件，而不会导入任何模块:Toggle line numbers lang=en id=CA-25bbc0bf9b0da0e01e8ee708a5ecb11c51c69e13_008dir=ltr1import Graphics2 Graphics.Primitive.fill.floodfill(img,x,y,color)#失败!不过既然 import Graphics 语句会运行 Graphics 目录下的 init.py文件,我们就可以采取下面的手段来解决这个问题：Toggle line numbers lang=en id=CA-e2eaac67e3b6fdcfb7912cb31c763af57f463b07_009 dir=ltr1#Graphics/_init_.py2 import Primitive,Graph2d,Graph3d34#Graphics/Primitive/_init_.py5 import lines,fill,text,.这样import Graphics语句就可以导入所有的子模块(只能用全名来访问这些模块的属性).在一个包 中，同一 目 录下的 两个 模块 可 以 互相 引 用 而 不需 要 提 供 包的 名 字.例如Graphics.Primitive.fill模块可以使用import lines导入Graphics.Primitive.lines.不过如果两个模块位于同一个包的不同目录,就必须提供包名.例如,如果Graphics.Graph2d的plot2d模块需要使用Graphics.Primitive下的lines模块,就必须使用from Graphics.Primitive import lines这样的语句.如果需要,一个模块可以通过 _name_ 属性得到自己的全名.例如：下面的代码在仅知道同级子包的名字情况下(不知道它们共同的顶级包名)导入该子包下的一个模块。Toggle line numbers lang=en id=CA-24b1386123ca67050f6cbca1d165f7ed57618f9c_010dir=ltr1#Graphics/Graph2d/plot2d.py23#决定包的名称,以及自身的位置4 import string5 base_package=string.join(string.split(_name_,.):-2,.)67#导入./Primitive/fill.py 模块8 exec from%s.Primitive import fill%(base_package,)最后,当Python导入一个包时,它定义了一个包含目录列表的特殊变量_path_,它用于查找包的模块(_path_与sys.path变量的作用相似).可以在_init_.py文件中访问_path_变量.这个列表的初始值只有一个元素.即包的目录.只要你觉得必要,一个包也可以到其他的目录中去(在_path_增加要搜索的目录)搜索模块。(换言之，一个模块可以属于一个包，却不位于这个包所在的目录或子目录下。
