Python模块

• 模块

在Python中，一个.py文件就称之为一个模块。使用模块可提高外码的可维护性。

Python内置函数：

为了避免模块名冲突，Python又引入了按目录来组织模块的方法，称为包（Package）。请注意，每一个包目录下面都会有一个__init__.py的文件，这个文件是必须存在的，否则，Python就把这个目录当成普通目录，而不是一个包。

自己创建模块时要注意命名，不能和Python自带的模块名称冲突。例如，系统自带了sys模块，自己的模块就不可命名为sys.py，否则将无法导入系统自带的sys模块。

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

'a test module'    #模块的第一个字符串被视为模块的文档注释
__author__='Larry'

import sys

def test():
    args=sys.argv   #sys模块的argv变量使用list存储了命令行所有参数，argv至少含有一个元素
    #第一个参数永远是该.py文件的名称
    if len(args)==1:
        print('hello,world')
    elif len(args)==2:
        print('hello,%s' % args[1])
    else:
        print('Too many arguments')

if __name__=='__main__':
    test()

当我们在命令行运行hello模块文件时，Python解释器把一个特殊变量__name__置为__main__，而如果在其他地方导入该hello模块时，if判断将失败，因此，这种if测试可以让一个模块通过命令行运行时执行一些额外的代码，最常见的就是运行测试。

在一个模块中，我们可能会定义很多函数和变量，但有的函数和变量我们希望给别人使用，有的函数和变量我们希望仅仅在模块内部使用。在Python中，是通过_前缀来实现的。

private函数和变量“不应该”被直接引用，而不是“不能”被直接引用，是因为Python并没有一种方法可以完全限制访问private函数或变量，但是，从编程习惯上不应该引用private函数或变量。

• 面向对象编程

class Student(object):
    def __init__(self, name, score):
        self.name = name
        self.score = score

    def get_grade(self):
        if self.score >= 90:
            return 'A'
        elif self.score >= 60:
            return 'B'
        else:
            return 'C'

tom=Student('Tom',90)
print(tom.get_grade())  #A

如果要让内部属性不被外部访问，可以把属性的名称前加上两个下划线__

class Student(object):
    def __init__(self, name, score):
        self.__name = name
        self.__score = score

    def get_grade(self):
        if self.__score >= 90:
            return 'A'
        elif self.__score >= 60:
            return 'B'
        else:
            return 'C'

class Student(object):
    def __init__(self, name, score):
        self.__name = name
        self.__score = score

    def get_name(self):
        return self.__name

    def get_score(self):
        return self.__score

    def set_score(self,score):
        if score>=0 and score<=100:
            self.__score =score
        else:
            raise ValueError('Bad score')

需要注意的是，在Python中，变量名类似__xxx__的，也就是以双下划线开头，并且以双下划线结尾的，是特殊变量，特殊变量是可以直接访问的，不是private变量，所以，不能用__name__、__score__这样的变量名。

双下划线开头的实例变量是不是一定不能从外部访问呢？其实也不是。不能直接访问__name是因为Python解释器对外把__name变量改成了_Student__name，所以，仍然可以通过_Student__name来访问__name变量。

tom =Student('Tom',97)
tom.__name='tom_new'
print(tom.get_name())  # Tom
print(tom.__name)   # tom_new

表面上看，外部代码“成功”地设置了__name变量，但实际上这个__name变量和class内部的__name变量不是一个变量！内部的__name变量已经被Python解释器自动改成了_Student__name，而外部代码给bart新增了一个__name变量。

isinstance()可以判断对象是否属于某种类型。如果要获得一个对象的所有属性和方法，可以使用dir()函数，它返回一个包含字符串的list。

实例属性和类属性：

类的属性归类所有，类的所有实例都拥有该属性。

class Student(object):
    name='Student'

s=Student()
print(s.name)  #Student
print(Student.name)  #Student
s.name = 'Michael' # 给实例绑定name属性
print(s.name) # 由于实例属性优先级比类属性高，因此，它会屏蔽掉类的name属性
del s.name # 如果删除实例的name属性
print(s.name) # 再次调用s.name，由于实例的name属性没有找到，类的name属性就显示出来了

 使用__slot__

正常情况下，当我们定义了一个class，创建了一个class的实例后，我们可以给该实例绑定任何属性和方法，这就是动态语言的灵活性。

class Student(object):
    pass

s=Student()
s.name='jack'
print(s.name)

为了达到限制的目的，Python允许在定义class的时候，定义一个特殊的__slots__变量，来限制该class实例能添加的属性：

class Student(object):
    __slots__ = ('name', 'age')  # 用tuple定义允许绑定的属性名称

s=Student()
s.name='jack'
s.age=20

使用__slots__要注意，__slots__定义的属性仅对当前类实例起作用，对继承的子类是不起作用的.除非在子类中也定义__slots__，这样，子类实例允许定义的属性就是自身的__slots__加上父类的__slots__。

• 使用@property

Python内置的@property装饰器是负责把一个方法变成属性调用的

把一个getter方法变成属性，只需要加上@property就可以了，此时，@property本身又创建了另一个装饰器@score.setter，负责把一个setter方法变成属性赋值：

class Student(object):
    @property
    def score(self):
        return self._score

    @score.setter
    def score(self,value):
        if not isinstance(value, int):
            raise ValueError('score must be an integer!')
        if value < 0 or value > 100:
            raise ValueError('score must between 0 ~ 100!')
        self._score = value


s=Student()
s.score=66  # OK，实际转化为s.set_score(66)
print(s.score)  # OK，实际转化为s.get_score()

还可以定义只读属性，只定义getter方法，不定义setter方法就是一个只读属性：

class Student(object):

    @property
    def birth(self):
        return self._birth

    @birth.setter
    def birth(self, value):
        self._birth = value

    @property
    def age(self):
        return 2015 - self._birth

Python允许多继承

定制类

__str__

class Student(object):
    def __init__(self,name):
        self.name=name

    def __str__(self):
        return 'Student object (name:%s)' % self.name

print(Student('Tom'))  #打印实例    Student object (name:Tom)

 枚举类

from enum import Enum

class Color(Enum):  #枚举定义用class关键字，继承Enum类
    red=1
    orange=2
    yellow=3
    green=4
    blue=5

定义枚举时，成员名称不允许重复，默认情况下，不同的成员值允许相同。但是两个相同值的成员，第二个成员的名称被视作第一个成员的别名，如果枚举中存在相同值的成员，在通过值获取枚举成员时，只能获取到第一个成员。

from enum import Enum

class Color(Enum):  #枚举定义用class关键字，继承Enum类
    red=1
    red_alias = 1
    orange=2
    yellow=3
    green=4
    blue=5

print(Color(1))   #Color.red

使用@unique装饰器，可以限定成员的值不允许相同。

from enum import Enum,unique

@unique
class Color(Enum): 
    red=1
    orange=2
    yellow=3
    green=4
    blue=5

print(Color['orange'])  #Color.orange
print(Color(2))  #Color.orange