芯耀
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模塊，包介紹
在計(jì)算機(jī)程序的開發(fā)過程中，隨著程序代碼越寫越多，在一個(gè)文件里代碼就會(huì)越來越長(zhǎng)，越來越不容易維護(hù)。
為了編寫可維護(hù)的代碼，我們把很多函數(shù)分組，分別放到不同的文件里，這樣，每個(gè)文件包含的代碼就相對(duì)較少，很多編程語言都采用這種組織代碼的方式。在Python中，一個(gè).py文件就稱之為一個(gè)模塊（Module）。
最大的好處是大大提高了代碼的可維護(hù)性。其次，編寫代碼不必從零開始。當(dāng)一個(gè)模塊編寫完畢，就可以被其他地方引用。我們?cè)诰帉懗绦虻臅r(shí)候，也經(jīng)常引用其他模塊，包括Python內(nèi)置的模塊和來自第三方的模塊。
使用模塊還可以避免函數(shù)名和變量名沖突。相同名字的函數(shù)和變量完全可以分別存在不同的模塊中，因此，我們自己在編寫模塊時(shí)，不必考慮名字會(huì)與其他模塊沖突。但是也要注意，盡量不要與內(nèi)置函數(shù)名字沖突。
你也許還想到，如果不同的人編寫的模塊名相同怎么辦？為了避免模塊名沖突，Python又引入了按目錄來組織模塊的方法，稱為包（Package）。
舉個(gè)例子，一個(gè)abc.py的文件就是一個(gè)名字叫abc的模塊，一個(gè)xyz.py的文件就是一個(gè)名字叫xyz的模塊。
現(xiàn)在，假設(shè)我們的abc和xyz這兩個(gè)模塊名字與其他模塊沖突了，于是我們可以通過包來組織模塊，避免沖突。方法是選擇一個(gè)頂層包名，比如mycompany，按照如下目錄存放：
mycompany
├─ __init__.py
├─ abc.py
└─ xyz.py
引入了包以后，只要頂層的包名不與別人沖突，那所有模塊都不會(huì)與別人沖突?，F(xiàn)在，abc.py模塊的名字就變成了mycompany.abc，類似的，xyz.py的模塊名變成了mycompany.xyz。
請(qǐng)注意，每一個(gè)包目錄下面都會(huì)有一個(gè)__init__.py的文件，這個(gè)文件是必須存在的，否則，Python就把這個(gè)目錄當(dāng)成普通目錄，而不是一個(gè)包。__init__.py可以是空文件，也可以有Python代碼，因?yàn)?code>__init__.py本身就是一個(gè)模塊，而它的模塊名就是mycompany。
類似的，可以有多級(jí)目錄，組成多級(jí)層次的包結(jié)構(gòu)。比如如下的目錄結(jié)構(gòu)：
mycompany
├─ web
│ ├─ __init__.py
│ ├─ utils.py
│ └─ www.py
├─ __init__.py
├─ abc.py
└─ utils.py
文件www.py的模塊名就是mycompany.web.www，兩個(gè)文件utils.py的模塊名分別是mycompany.utils和mycompany.web.utils。
自己創(chuàng)建模塊時(shí)要注意命名，不能和Python自帶的模塊名稱沖突。例如，系統(tǒng)自帶了sys模塊，自己的模塊就不可命名為sys.py，否則將無法導(dǎo)入系統(tǒng)自帶的sys模塊。?。。?/p>
使用模塊
Python本身就內(nèi)置了很多非常有用的模塊，只要安裝完畢，這些模塊就可以立刻使用。我們以內(nèi)建的sys模塊為例，編寫一個(gè)hello的模塊：
#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
' a test module '
__author__ = 'OJay'
import sys
deftest():
args = sys.argv
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()
第1行和第2行是標(biāo)準(zhǔn)注釋，第1行注釋可以讓這個(gè)hello.py文件直接在Unix/Linux/Mac上運(yùn)行，第2行注釋表示.py文件本身使用標(biāo)準(zhǔn)UTF-8編碼；
第4行是一個(gè)字符串，表示模塊的文檔注釋，任何模塊代碼的第一個(gè)字符串都被視為模塊的文檔注釋；
第6行使用__author__變量把作者寫進(jìn)去，這樣當(dāng)你公開源代碼后別人就可以瞻仰你的大名；
以上就是Python模塊的標(biāo)準(zhǔn)文件模板，當(dāng)然也可以全部刪掉不寫，但是，按標(biāo)準(zhǔn)辦事肯定沒錯(cuò)。后面開始就是真正的代碼部分。
使用sys模塊的第一步，就是導(dǎo)入該模塊：import sys
導(dǎo)入sys模塊后，我們就有了變量sys指向該模塊，利用sys這個(gè)變量，就可以訪問sys模塊的所有功能。
sys模塊有一個(gè)argv變量，用list存儲(chǔ)了命令行的所有參數(shù)。argv至少有一個(gè)元素，因?yàn)榈谝粋€(gè)參數(shù)永遠(yuǎn)是該.py文件的名稱，例如：
運(yùn)行python3 hello.py獲得的sys.argv就是['hello.py']；
運(yùn)行python3 hello.py Michael獲得的sys.argv就是['hello.py', 'Michael']。
注意到最后這兩行代碼：
if __name__=='__main__':
test()
當(dāng)我們?cè)诿钚羞\(yùn)行hello模塊文件時(shí)，Python解釋器把一個(gè)特殊變量__name__置為__main__，而如果在其他地方導(dǎo)入該hello模塊時(shí)，if判斷將失敗，因此，這種if測(cè)試可以讓一個(gè)模塊通過命令行運(yùn)行時(shí)執(zhí)行一些額外的代碼，最常見的就是運(yùn)行測(cè)試。
作用域
在一個(gè)模塊中，我們可能會(huì)定義很多函數(shù)和變量，但有的函數(shù)和變量我們希望給別人使用，有的函數(shù)和變量我們希望僅僅在模塊內(nèi)部使用。在Python中，是通過_前綴來實(shí)現(xiàn)的。
- 正常的函數(shù)和變量名是公開的（public），可以被直接引用，比如：
abc，x123，PI等； - 類似
__xxx__這樣的變量是特殊變量，可以被直接引用，但是有特殊用途，比如上面的__author__，__name__就是特殊變量； - 類似
_xxx和__xxx這樣的函數(shù)或變量就是非公開的（private），不應(yīng)該被直接引用，比如_abc，__abc等。
之所以我們說，private函數(shù)和變量“不應(yīng)該”被直接引用，而不是“不能”被直接引用，是因?yàn)镻ython并沒有一種方法可以完全限制訪問private函數(shù)或變量，全靠我們程序猿的自覺。private函數(shù)或變量不應(yīng)該被別人引用，那它們有什么用呢？請(qǐng)看例子：
def _private_1(name):
return 'Hello, %s' % name
def _private_2(name):
return 'Hi, %s' % name
def greeting(name):
if len(name) > 3:
return _private_1(name)
else:
return _private_2(name)
我們?cè)谀K里公開greeting()函數(shù)，而把內(nèi)部邏輯用private函數(shù)隱藏起來了，這樣，調(diào)用greeting()函數(shù)不用關(guān)心內(nèi)部的private函數(shù)細(xì)節(jié)，這也是一種非常有用的代碼封裝和抽象的方法，即： 外部不需要引用的函數(shù)全部定義成private，只有外部需要引用的函數(shù)才定義為public。
安裝第三方模塊
在Python中，安裝第三方模塊，是通過包管理工具pip完成的。要安裝一個(gè)第三方庫，必須先知道該庫的名稱
pip install XXX
在使用Python時(shí)，我們經(jīng)常需要用到很多第三方庫，例如，Pillow，MySQL驅(qū)動(dòng)程序，Web框架Flask，科學(xué)計(jì)算Numpy等。用pip一個(gè)一個(gè)安裝費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還需要考慮兼容性。
推薦直接使用Anaconda，這是一個(gè)基于Python的數(shù)據(jù)處理和科學(xué)計(jì)算平臺(tái)，它已經(jīng)內(nèi)置了許多非常有用的第三方庫，我們裝上Anaconda，就相當(dāng)于把數(shù)十個(gè)第三方模塊自動(dòng)安裝好了，非常簡(jiǎn)單易用。
附上其他文章的鏈接：
本文內(nèi)容屬于筆記，大部分內(nèi)容源自 廖雪峰老師的博客， 非常推薦大家去他的網(wǎng)站學(xué)習(xí)！
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