• Python基础之模块与包


    一、模块介绍

    常见的场景:一个模块就是一个包含了一组功能的python文件,比如spam.py,模块名为spam,可以通过import spam使用。
    
    #在python中,模块的使用方式都是一样的,但其实细说的话,模块可以分为四个通用类别: 
    
      1 使用python编写的.py文件
    
      2 已被编译为共享库或DLL的C或C++扩展
    
      3 把一系列模块组织到一起的文件夹(注:文件夹下有一个__init__.py文件,该文件夹称之为包)
    
      4 使用C编写并链接到python解释器的内置模块

      为什么要用模块?  

    #1、从文件级别组织程序,更方便管理
    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
    #2、拿来主义,提升开发效率
    同样的原理,我们也可以下载别人写好的模块然后导入到自己的项目中使用,这种拿来主义,可以极大地提升我们的开发效率
    #ps:
    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。

    二、使用模块之import

      1、模块导入

      #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到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
    #test.py 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. import spam import spam import spam ''' 执行结果: from the spam.py '''

    # PS: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

      2、为模块起别名    

    import spam as sm

      3、在一行导入多个模块:import sys,os,re

    三、使用模块之from ... import ...

      1、使用方式:from spam import read1,read2

      2、与import的区别  

    使用from...import...则是将spam中的名字直接导入到当前的名称空间中,所以在当前名称空间中,直接使用名字就可以了、无需加前缀:spam.
    
    #from...import...的方式有好处也有坏处
        好处:使用起来方便了
        坏处:容易与当前执行文件中的名字冲突

      3、起别名,与import语法相同:from spam imprt read as rd

        form spam import *  # 表示要导入spam文件中的所有模块

    四、py文件区分两种用途:模块与脚本  

    #编写好的一个python文件可以有两种用途:
        一:脚本,一个文件就是整个程序,用来被执行
        二:模块,文件中存放着一堆功能,用来被导入使用
    
    #python为我们内置了全局变量__name__,
        当文件被当做脚本执行时:__name__ 等于'__main__'
        当文件被当做模块导入时:__name__等于模块名
    
    #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__':
    #fib.py
    
    def fib(n):    # write Fibonacci series up to n
        a, b = 0, 1
        while b < n:
            print(b, end=' ')
            a, b = b, a+b
        print()
    
    def fib2(n):   # return Fibonacci series up to n
        result = []
        a, b = 0, 1
        while b < n:
            result.append(b)
            a, b = b, a+b
        return result
    
    if __name__ == "__main__":
        import sys
        fib(int(sys.argv[1]))
    
    
    #执行:python fib.py <arguments>
    python fib.py 50 #在命令行

    五、模块搜索路径

      模块中已经加载的模块->内置模块->sys.path路径中的模块  

     1 #模块的查找顺序
     2 1、在第一次导入某个模块时(比如spam),会先检查该模块是否已经被加载到内存中(当前执行文件的名称空间对应的内存),如果有则直接引用
     3     ps:python解释器在启动时会自动加载一些模块到内存中,可以使用sys.modules查看
     4 2、如果没有,解释器则会查找同名的内建模块
     5 3、如果还没有找到就从sys.path给出的目录列表中依次寻找spam.py文件。
     6 
     7 
     8 #sys.path的初始化的值来自于:
     9 The directory containing the input script (or the current directory when no file is specified).
    10 PYTHONPATH (a list of directory names, with the same syntax as the shell variable PATH).
    11 The installation-dependent default.
    12 
    13 #需要特别注意的是:我们自定义的模块名不应该与系统内置模块重名。虽然每次都说,但是仍然会有人不停的犯错。 
    14 
    15 #在初始化后,python程序可以修改sys.path,路径放到前面的优先于标准库被加载。
    16 >>> import sys
    17 >>> sys.path.append('/a/b/c/d')
    18 >>> sys.path.insert(0,'/x/y/z') #排在前的目录,优先被搜索
    19 注意:搜索时按照sys.path中从左到右的顺序查找,位于前的优先被查找,sys.path中还可能包含.zip归档文件和.egg文件,python会把.zip归档文件当成一个目录去处理,
    20 
    21 #首先制作归档文件:zip module.zip foo.py bar.py 
    22 import sys
    23 sys.path.append('module.zip')
    24 import foo,bar
    25 
    26 #也可以使用zip中目录结构的具体位置
    27 sys.path.append('module.zip/lib/python')
    28 
    29 
    30 #windows下的路径不加r开头,会语法错误
    31 sys.path.insert(0,r'C:UsersAdministratorPycharmProjectsa')
    32  
    33 
    34 #至于.egg文件是由setuptools创建的包,这是按照第三方python库和扩展时使用的一种常见格式,.egg文件实际上只是添加了额外元数据(如版本号,依赖项等)的.zip文件。
    35 
    36 #需要强调的一点是:只能从.zip文件中导入.py,.pyc等文件。使用C编写的共享库和扩展块无法直接从.zip文件中加载(此时setuptools等打包系统有时能提供一种规避方法),且从.zip中加载文件不会创建.pyc或者.pyo文件,因此一定要事先创建他们,来避免加载模块是性能下降。
    详细的介绍
     1 #官网链接:https://docs.python.org/3/tutorial/modules.html#the-module-search-path
     2 搜索路径:
     3 当一个命名为spam的模块被导入时
     4     解释器首先会从内建模块中寻找该名字
     5     找不到,则去sys.path中找该名字
     6 
     7 sys.path从以下位置初始化
     8     1 执行文件所在的当前目录
     9     2 PTYHONPATH(包含一系列目录名,与shell变量PATH语法一样)
    10     3 依赖安装时默认指定的
    11 
    12 注意:在支持软连接的文件系统中,执行脚本所在的目录是在软连接之后被计算的,换句话说,包含软连接的目录不会被添加到模块的搜索路径中
    13 
    14 在初始化后,我们也可以在python程序中修改sys.path,执行文件所在的路径默认是sys.path的第一个目录,在所有标准库路径的前面。这意味着,当前目录是优先于标准库目录的,需要强调的是:我们自定义的模块名不要跟python标准库的模块名重复,除非你是故意的,傻叉。
    官网介绍

    六、包介绍

      1、什么是包?  

    1 Packages are a way of structuring Python’s module namespace by using “dotted module names”
    2 包是一种通过使用‘.模块名’来组织python模块名称空间的方式。
    3 
    4 #具体的:包就是一个包含有__init__.py文件的文件夹,所以其实我们创建包的目的就是为了用文件夹将文件/模块组织起来
    5 
    6 #需要注意的是:
    7   1. 在python3中,即使包下没有__init__.py文件,import 包仍然不会报错,而在python2中,包下一定要有该文件,否则import 包报错
    8 
    9   2. 创建包的目的不是为了运行,而是被导入使用,记住,包只是模块的一种形式而已,包的本质就是一种模块
    #官网解释

      2、为何要使用包?    

    包的本质就是一个文件夹,那么文件夹唯一的功能就是将文件组织起来
    随着功能越写越多,我们无法将所以功能都放到一个文件中,于是我们使用模块去组织功能,而随着模块越来越多,
    我们就需要用文件夹将模块文件组织起来,以此来提高程序的结构性和可维护性。
      
    #1.关于包相关的导入语句也分为import和from ... import ...两种,但是无论哪种,无论在什么位置,在导入时都必须遵循一个原则:凡是在导入时带点的,点的左边都必须是一个包,否则非法。可以带有一连串的点,如item.subitem.subsubitem,但都必须遵循这个原则。但对于导入后,在使用时就没有这种限制了,点的左边可以是包,模块,函数,类(它们都可以用点的方式调用自己的属性)。
    
    #2、import导入文件时,产生名称空间中的名字来源于文件,import 包,产生的名称空间的名字同样来源于文件,即包下的__init__.py,导入包本质就是在导入该文件
    
    #3、包A和包B下有同名模块也不会冲突,如A.a与B.a来自俩个命名空间
    注意事项

      3、包的导入  

    在glance/api/version.py
    #绝对导入
    from glance.cmd import manage
    manage.main()
    #相对导入
    from ..cmd import manage
    manage.main()
      1 #===============>star.py
      2 import sys,os
      3 BASE_DIR=os.path.dirname(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)))
      4 sys.path.append(BASE_DIR)
      5 
      6 from core import src
      7 
      8 if __name__ == '__main__':
      9     src.run()
     10 #===============>settings.py
     11 import os
     12 
     13 BASE_DIR=os.path.dirname(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)))
     14 DB_PATH=os.path.join(BASE_DIR,'db','db.json')
     15 LOG_PATH=os.path.join(BASE_DIR,'log','access.log')
     16 LOGIN_TIMEOUT=5
     17 
     18 """
     19 logging配置
     20 """
     21 # 定义三种日志输出格式
     22 standard_format = '[%(asctime)s][%(threadName)s:%(thread)d][task_id:%(name)s][%(filename)s:%(lineno)d]' 
     23                   '[%(levelname)s][%(message)s]' #其中name为getlogger指定的名字
     24 simple_format = '[%(levelname)s][%(asctime)s][%(filename)s:%(lineno)d]%(message)s'
     25 id_simple_format = '[%(levelname)s][%(asctime)s] %(message)s'
     26 
     27 # log配置字典
     28 LOGGING_DIC = {
     29     'version': 1,
     30     'disable_existing_loggers': False,
     31     'formatters': {
     32         'standard': {
     33             'format': standard_format
     34         },
     35         'simple': {
     36             'format': simple_format
     37         },
     38     },
     39     'filters': {},
     40     'handlers': {
     41         #打印到终端的日志
     42         'console': {
     43             'level': 'DEBUG',
     44             'class': 'logging.StreamHandler',  # 打印到屏幕
     45             'formatter': 'simple'
     46         },
     47         #打印到文件的日志,收集info及以上的日志
     48         'default': {
     49             'level': 'DEBUG',
     50             'class': 'logging.handlers.RotatingFileHandler',  # 保存到文件
     51             'formatter': 'standard',
     52             'filename': LOG_PATH,  # 日志文件
     53             'maxBytes': 1024*1024*5,  # 日志大小 5M
     54             'backupCount': 5,
     55             'encoding': 'utf-8',  # 日志文件的编码,再也不用担心中文log乱码了
     56         },
     57     },
     58     'loggers': {
     59         #logging.getLogger(__name__)拿到的logger配置
     60         '': {
     61             'handlers': ['default', 'console'],  # 这里把上面定义的两个handler都加上,即log数据既写入文件又打印到屏幕
     62             'level': 'DEBUG',
     63             'propagate': True,  # 向上(更高level的logger)传递
     64         },
     65     },
     66 }
     67 
     68 
     69 #===============>src.py
     70 from conf import settings
     71 from lib import common
     72 import time
     73 
     74 logger=common.get_logger(__name__)
     75 
     76 current_user={'user':None,'login_time':None,'timeout':int(settings.LOGIN_TIMEOUT)}
     77 def auth(func):
     78     def wrapper(*args,**kwargs):
     79         if current_user['user']:
     80             interval=time.time()-current_user['login_time']
     81             if interval < current_user['timeout']:
     82                 return func(*args,**kwargs)
     83         name = input('name>>: ')
     84         password = input('password>>: ')
     85         db=common.conn_db()
     86         if db.get(name):
     87             if password == db.get(name).get('password'):
     88                 logger.info('登录成功')
     89                 current_user['user']=name
     90                 current_user['login_time']=time.time()
     91                 return func(*args,**kwargs)
     92         else:
     93             logger.error('用户名不存在')
     94 
     95     return wrapper
     96 
     97 @auth
     98 def buy():
     99     print('buy...')
    100 
    101 @auth
    102 def run():
    103 
    104     print('''
    105 购物
    106 查看余额
    107 转账
    108     ''')
    109     while True:
    110         choice = input('>>: ').strip()
    111         if not choice:continue
    112         if choice == '1':
    113             buy()
    114 
    115 
    116 
    117 #===============>db.json
    118 {"egon": {"password": "123", "money": 3000}, "alex": {"password": "alex3714", "money": 30000}, "wsb": {"password": "3714", "money": 20000}}
    119 
    120 #===============>common.py
    121 from conf import settings
    122 import logging
    123 import logging.config
    124 import json
    125 
    126 def get_logger(name):
    127     logging.config.dictConfig(settings.LOGGING_DIC)  # 导入上面定义的logging配置
    128     logger = logging.getLogger(name)  # 生成一个log实例
    129     return logger
    130 
    131 
    132 def conn_db():
    133     db_path=settings.DB_PATH
    134     dic=json.load(open(db_path,'r',encoding='utf-8'))
    135     return dic
    136 
    137 
    138 #===============>access.log
    139 [2017-10-21 19:08:20,285][MainThread:10900][task_id:core.src][src.py:19][INFO][登录成功]
    140 [2017-10-21 19:08:32,206][MainThread:10900][task_id:core.src][src.py:19][INFO][登录成功]
    141 [2017-10-21 19:08:37,166][MainThread:10900][task_id:core.src][src.py:24][ERROR][用户名不存在]
    142 [2017-10-21 19:08:39,535][MainThread:10900][task_id:core.src][src.py:24][ERROR][用户名不存在]
    143 [2017-10-21 19:08:40,797][MainThread:10900][task_id:core.src][src.py:24][ERROR][用户名不存在]
    144 [2017-10-21 19:08:47,093][MainThread:10900][task_id:core.src][src.py:24][ERROR][用户名不存在]
    145 [2017-10-21 19:09:01,997][MainThread:10900][task_id:core.src][src.py:19][INFO][登录成功]
    146 [2017-10-21 19:09:05,781][MainThread:10900][task_id:core.src][src.py:24][ERROR][用户名不存在]
    147 [2017-10-21 19:09:29,878][MainThread:8812][task_id:core.src][src.py:19][INFO][登录成功]
    148 [2017-10-21 19:09:54,117][MainThread:9884][task_id:core.src][src.py:19][INFO][登录成功]
    包的使用

    ~

      

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