Python入门（二十一）类（四）
1.导入类
随着不断给类添加功能，文件可能变得很长，即便妥善地使用了继承亦如此。为遵循Python的总体理念，应让文件尽可能整洁。Python在这方面提供了帮助，允许将类存储在模块中，然后在主程序中导入所需的模块。
1.1 导入单个类
下面来创建一个只包含Car类的模块。这让我们面临一个微妙的命名问题：在本章中已经有一个名为car.py的文件，但这个模块也应命名为car.py，因为它包含表示汽车的代码。我们将这样解决这个命名问题：将Car类存储在一个名为car.py的模块中，该模块将覆盖前面使用的文件car.py。从现在开始，使用该模块的程序都必须使用更具体的文件名，如my_car.py。下面是模块car.py，其中只包含Car类的代码：
❶ """一个可用于表示汽车的类。"""
class Car:
"""一次模拟汽车的简单尝试。"""
def __init__(self, make, model, year):
"""初始化描述汽车的属性。"""
self.make = make
self.model = model
self.year = year
self.odometer_reading = 0
def get_descriptive_name(self):
"""返回整洁的描述性名称。"""
long_name = f"{self.year} {self.make} {self.model}"
return long_name.title()
def read_odometer(self):
"""打印一条消息，指出汽车的里程。"""
print(f"This car has {self.odometer_reading} miles on it.")
def update_odometer(self, mileage):
"""
将里程表读数设置为指定的值。
拒绝将里程表往回调。
"""
if mileage >= self.odometer_reading:
self.odometer_reading = mileage
else:
print("You can't roll back an odometer!")
def increment_odometer(self, miles):
"""将里程表读数增加指定的量。"""
self.odometer_reading += miles
❶处包含一个模块级文档字符串，对该模块的内容做了简要的描述。你应为自己创建的每个模块编写文档字符串。
下面来创建另一个文件my_car.py，在其中导入Car类并创建其实例：
❶ from car import Car
my_new_car = Car('audi', 'a4', 2019)
print(my_new_car.get_descriptive_name())
my_new_car.odometer_reading = 23
my_new_car.read_odometer()
❶处的import语句让Python打开模块car并导入其中的Car类。这样，我们就可以使用Car类，就像它是在这个文件中定义的一样。输出与我们在前面看到的一样：
2019 Audi A4
This car has 23 miles on it.
导入类是一种有效的编程方式。如果这个程序包含整个Class类，它该有多长啊！通过将这个类移到一个模块中并导入该模块，依然可以使用其所有功能，但主程序文件变得整洁而易于阅读了。这还让你能够将大部分逻辑存储在独立的文件中。确定类像你希望的那样工作后，就可以不管这些文件，而专注于主程序的高级逻辑了。
1.2 在一个模块中存储多个类
虽然同一个模块中的类之间应存在某种相关性，但可根据需要在一个模块中存储任意数量的类。Battery类和ElectricCar类都可帮助模拟汽车，下面将它们都加入模块car.py中：
"""一组用于表示燃油汽车和电动汽车的类。"""
class Car:
--snip--
class Battery:
"""一次模拟电动汽车电瓶的简单尝试。"""
def __init__(self, battery_size=75):
"""初始化电瓶的属性。"""
self.battery_size = battery_size
def describe_battery(self):
"""打印一条描述电瓶容量的消息。"""
print(f"This car has a {self.battery_size}-kWh battery.")
def get_range(self):
"""打印一条描述电瓶续航里程的消息。"""
if self.battery_size == 75:
range = 260
elif self.battery_size == 100:
range = 315
print(f"This car can go about {range} miles on a full charge.")
class ElectricCar(Car):
"""模拟电动汽车的独特之处。"""
def __init__(self, make, model, year):
"""
初始化父类的属性。
再初始化电动汽车特有的属性。
"""
super().__init__(make, model, year)
self.battery = Battery()
现在，可以新建一个名为my_electric_car.py的文件，导入ElectricCar类，并创建一辆电动汽车了：
from car import ElectricCar
my_tesla = ElectricCar('tesla', 'model s', 2019)
print(my_tesla.get_descriptive_name())
my_tesla.battery.describe_battery()
my_tesla.battery.get_range()
输出与我们在前面看到的相同，但大部分逻辑隐藏在一个模块中：
2019 Tesla Model S
This car has a 75-kWh battery.
This car can go about 260 miles on a full charge.
1.3 从一个模块中导入多个类
可根据需要在程序文件中导入任意数量的类。如果要在同一个程序中创建普通汽车和电动汽车，就需要将Car类和ElectricCar类都导入：
❶ from car import Car, ElectricCar
❷ my_beetle = Car('volkswagen', 'beetle', 2019)
print(my_beetle.get_descriptive_name())
❸ my_tesla = ElectricCar('tesla', 'roadster', 2019)
print(my_tesla.get_descriptive_name())
在❶处从一个模块中导入多个类时，用逗号分隔了各个类。导入必要的类后，就可根据需要创建每个类的任意数量实例。
在本例中，在❷处创建了一辆大众甲壳虫普通汽车，并在❸处创建了一辆特斯拉Roadster电动汽车：
2019 Volkswagen Beetle
2019 Tesla Roadster
导入整个模块
还可以导入整个模块，再使用句点表示法访问需要的类。这种导入方式很简单，代码也易于阅读。因为创建类实例的代码都包含模块名，所以不会与当前文件使用的任何名称发生冲突。
下面的代码导入整个car模块，并创建一辆普通汽车和一辆电动汽车：
❶ import car
❷ my_beetle = car.Car('volkswagen', 'beetle', 2019)
print(my_beetle.get_descriptive_name())
❸ my_tesla = car.ElectricCar('tesla', 'roadster', 2019)
print(my_tesla.get_descriptive_name())
在❶处，导入了整个car模块。接下来，使用语法module_name.ClassName访问需要的类。像前面一样，在❷处创建一辆大众甲壳虫汽车，并在❸处创建一辆特斯拉Roadster汽车。
1.5 导入模块中的所有类
要导入模块中的每个类，可使用下面的语法：
from module_name import *
不推荐使用这种导入方式，原因有二。第一，如果只看文件开头的import语句，就能清楚地知道程序使用了哪些类，将大有裨益。然而这种导入方式没有明确地指出使用了模块中的哪些类。第二，这种方式还可能引发名称方面的迷惑。如果不小心导入了一个与程序文件中其他东西同名的类，将引发难以诊断的错误。这里之所以介绍这种导入方式，是因为虽然不推荐使用，但你可能在别人编写的代码中见到它。
需要从一个模块中导入很多类时，最好导入整个模块，并使用module_name.ClassName语法来访问类。这样做时，虽然文件开头并没有列出用到的所有类，但你清楚地知道在程序的哪些地方使用了导入的模块。这也避免了导入模块中的每个类可能引发的名称冲突。
1.6 在一个模块中导入另一个模块
有时候，需要将类分散到多个模块中，以免模块太大或在同一个模块中存储不相关的类。将类存储在多个模块中时，你可能会发现一个模块中的类依赖于另一个模块中的类。在这种情况下，可在前一个模块中导入必要的类。
下面将Car类存储在一个模块中，并将ElectricCar类和Battery类存储在另一个模块中。将第二个模块命名为electric_car.py（这将覆盖前面创建的文件electric_car.py），并将Battery类和ElectricCar类复制到这个模块中：
"""一组可用于表示电动汽车的类。"""
❶ from car import Car
class Battery:
--snip--
class ElectricCar(Car):
--snip--
ElectricCar类需要访问其父类Car，因此在❶处直接将Car类导入该模块中。如果忘记了这行代码，Python将在我们试图创建ElectricCar实例时引发错误。还需要更新模块car，使其只包含Car类：
"""一个可用于表示汽车的类。"""
class Car:
--snip--
现在可以分别从每个模块中导入类，以根据需要创建任何类型的汽车了：my_cars.py
❶ from car import Car
from electric_car import ElectricCar
my_beetle = Car('volkswagen', 'beetle', 2019)
print(my_beetle.get_descriptive_name())
my_tesla = ElectricCar('tesla', 'roadster', 2019)
print(my_tesla.get_descriptive_name())
在❶处，从模块car中导入了Car类，并从模块electric_car中导入ElectricCar类。接下来，创建了一辆普通汽车和一辆电动汽车。这两种汽车都被正确地创建出来了：
2019 Volkswagen Beetle
2019 Tesla Roadster
2.python标准库
Python标准库是一组模块，我们安装的Python都包含它。你现在对函数和类的工作原理已有大致的了解，可以开始使用其他程序员编写好的模块了。可以使用标准库中的任何函数和类，只需在程序开头包含一条简单的import语句即可。下面来看看模块random，它在你模拟很多现实情况时很有用。
Python标准库是一组模块，我们安装的Python都包含它。你现在对函数和类的工作原理已有大致的了解，可以开始使用其他程序员编写好的模块了。可以使用标准库中的任何函数和类，只需在程序开头包含一条简单的import语句即可。下面来看看模块random，它在你模拟很多现实情况时很有用。
>>> from random import randint
>>> randint(1, 6)
3
在模块random中，另一个有用的函数是choice()。它将一个列表或元组作为参数，并随机返回其中的一个元素：
>>> from random import choice
>>> players = ['charles', 'martina', 'michael', 'florence', 'eli']
>>> first_up = choice(players)
>>> first_up
'florence'
创建与安全相关的应用程序时，请不要使用模块random，但该模块可以很好地用于创建众多有趣的项目。
注意 还可以从其他地方下载外部模块。第二部分的每个项目都需要使用外部模块，届时你将看到很多此类示例。
