Python文档学习笔记（8）--模块

创建一个名为fibo.py的文件

# Fibonacci numbers module

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

模块是包含 Python 定义和声明的文件。文件名就是模块名以 扩展名.py 结尾.在模块内部,模块名 (一个字符串) 可以通过一个全局变量 __name__取得.

>>> import fibo

在当前的符号表中，这并不导入 fibo 中定义的函数的名称，它只进入模块名称 fibo 。使用模块名称，可以访问其中的函数。

>>> fibo.fib(1000)
1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 987
>>> fibo.fib2(100)
[1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89]
>>> fibo.__name__
'fibo'

模块可以包含可执行语句以及已定义的函数。这些语句通常用于初始化模块。只有在导入语句中第一次遇到模块名称时，才会执行。（如果文件以脚本的方式执行，它们也会运行。）

每个模块都有自己的私有符号表，它是被定义在模块中所有函数的全局符号表。因此，模块的作者可以在模块里使用全局变量，而不用担心与某个用户的全局变量有冲突。modname.itemname 这种符号指向它的函数。被导入的模块的名字放在导入模块的全局符号表中。

#从一个模块直接将名称导入到导入模块符号表中。这不会把模块名导入到本地的符号表中。
>>> from fibo import fib, fib2
>>> fib(500)
1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377


'''
这种方式可以导入模块中定义的所有名字。这种方式导入除下划线 (_) 开头的所有名称。
大多数情况下Python程序员不要使用这个便利的方法，因为它会引入一系列未知的名称到解释器中，
这很可能覆盖你已经定义的一些东西。
'''
>>> from fibo import *
>>> fib(500)
1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377

注意：

出于性能考虑，每个模块在每个解释器会话中只导入一遍。因此, 如果你更改了你的模块,你必须重启解释器——或者，如果你想用交互的方式测试你的模块，可以使用importlib.reload()，例如import importlib; importlib.reload(modulename)。

 

以脚本方式执行模块

当你用下列的方式运行一个 Python 模块

python fibo.py <arguments>

模块中的代码将会被执行，就像导入它一样，不过此时__name__ 被设置为 "__main__"。这意味着，通过在你的模块末尾添加此代码︰

if __name__ == "__main__":
    import sys
    fib(int(sys.argv[1]))

您可以使该文件可用作脚本以及可导入模块，因为解析命令行的代码只有在模块作为“main”文件执行时才会运行：

$ python fibo.py 50
1 1 2 3 5 8 13 21 34

如果模块是被导入的，将不会运行这段代码：

>>> import fibo
>>>

这种方法通常用来为模块提供一个方便的用户接口，或者用来测试（例如直接运行脚本会执行一组测试用例）。

模块搜索路径

当一个叫spam 的模块被导入，解释器会先在内置模块中搜索该模块。如果没有找到，它会接着到sys.path变量给出的目录中查找名为spam.py的文件。sys.path变量的初始值来自这些位置：

• 脚本所在的目录（如果没有指明文件，则为当前目录）。
• PYTHONPATH（一个包含目录名的列表，与shell变量PATH的语法相同）。
• 与安装相关的默认值。

 

注意

在支持符号连接的文件系统中，输入的脚本所在的目录是符号连接指向的目录。换句话说，包含符号链接的目录是不添加到模块搜索路径的。（这里不太懂）

初始化后，Python程序可以修改sys.path。脚本所在的目录被放置在搜索路径的最开始，也就是在标准库的路径之前。这意味着将会加载当前目录中的脚本，库目录中具有相同名称的模块不会被加载。除非你是有意想替换标准库，否则这应该被当成是一个错误。更多信息请参阅标准模块小节。

"编译好的"Python文件

为了加快加载模块的速度，Python在__pycache__目录下缓存每个模块编译好的版本，名字为module.version.pyc，其中version表示编译好的文件的格式；它一般包含Python的版本号。例如，在CPython 3.3中，spam.py编译好的版本将缓存为 __pycache__/spam.cpython-33.pyc。这种命名约定允许由不同发布和不同版本的Python编译的模块同时存在。

Python会检查源文件和编译好的版本的修改日期，来查看它是否过期以及需要重新编译。这是完全自动化的过程。同时，编译后的模块是跨平台的，所以同一个库可以在不同架构的系统之间共享。

Python 在两种情况下不检查缓存。第一，它会始终重新编译而且不保存直接从命令行加载的模块。第二，如果没有源模块它不会检查缓存。若要支持没有源文件（只有编译版）的发布，编译后的模块必须在源目录下，并且必须没有源文件的模块。

部分高级技巧：

• 你可以在Python命令中使用-O或者-OO开关来减少编译好的模块的大小。-O开关移除assert语句，-OO移除assert语句和__doc__字符串。因为某些程序可能会依赖于具有它们，你应该只在你知道做什么的情况下使用此选项。“优化”后的模块有一个opt-标记，而且通常会小一些。未来的版本可能会修改优化的效果。
• 从.pyc文件读取的程序不会比从.py文件读取的程序运行得更快，.pyc文件唯一快的地方在于它们加载的速度。
• compileall模块可以为一个目录下的所有模块创建.pyc文件。
• 这个过程还有更多的细节，包括决策的流程图，参见PEP 3147。

标准模块

Python 带有一个标准模块库，并发布有单独的文档叫Python 库参考手册（以下简称"库参考手册"）。有些模块被直接构建在解析器里；这些操作虽然不是语言核心的部分，但是依然被内建进来，一方面是效率的原因，另一方面是为了提供访问操作系统原语，如系统调用的功能。这些模块是可配置的，也取决于底层的平台。例如，winreg模块只在Windows系统上提供。有一个特别的模块值得注意：sys，它内置在每一个Python解析器中。变量sys.ps1和sys.ps2定义了主提示符和辅助提示符使用的字符串：

>>> import sys
>>> sys.ps1
'>>> '
>>> sys.ps2
'... '
>>> sys.ps1 = 'C> '
C> print('Yuck!')
Yuck!
C>

只有在交互式模式中，这两个变量才有定义。

变量sys.path是一个字符串列表，它决定了模块的解释器搜索路径。它初始的默认路径来自于环境变量 PYTHONPATH，如果 PYTHONPATH 未设置则来自于内置的默认值。你可以使用标准的列表操作修改它：

>>> import sys
>>> sys.path.append('/ufs/guido/lib/python')

 dir()函数

内置函数 dir() 用来找出模块中定义了哪些名字。它返回一个排好序的字符串列表：

>>> import fibo, sys
>>> dir(fibo)
['__name__', 'fib', 'fib2']
>>> dir(sys)  
['__displayhook__', '__doc__', '__excepthook__', '__loader__', '__name__',
 '__package__', '__stderr__', '__stdin__', '__stdout__',
 '_clear_type_cache', '_current_frames', '_debugmallocstats', '_getframe',
 '_home', '_mercurial', '_xoptions', 'abiflags', 'api_version', 'argv',
 'base_exec_prefix', 'base_prefix', 'builtin_module_names', 'byteorder',
 'call_tracing', 'callstats', 'copyright', 'displayhook',
 'dont_write_bytecode', 'exc_info', 'excepthook', 'exec_prefix',
 'executable', 'exit', 'flags', 'float_info', 'float_repr_style',
 'getcheckinterval', 'getdefaultencoding', 'getdlopenflags',
 'getfilesystemencoding', 'getobjects', 'getprofile', 'getrecursionlimit',
 'getrefcount', 'getsizeof', 'getswitchinterval', 'gettotalrefcount',
 'gettrace', 'hash_info', 'hexversion', 'implementation', 'int_info',
 'intern', 'maxsize', 'maxunicode', 'meta_path', 'modules', 'path',
 'path_hooks', 'path_importer_cache', 'platform', 'prefix', 'ps1',
 'setcheckinterval', 'setdlopenflags', 'setprofile', 'setrecursionlimit',
 'setswitchinterval', 'settrace', 'stderr', 'stdin', 'stdout',
 'thread_info', 'version', 'version_info', 'warnoptions']

如果不带参数， dir() 列出当前已定义的名称：

>>> a = [1, 2, 3, 4, 5]
>>> import fibo
>>> fib = fibo.fib
>>> dir()
['__builtins__', '__name__', 'a', 'fib', 'fibo', 'sys']

注意它列出了所有类型的名称： 变量、 模块、 函数等。

dir()不会列出内置的函数和变量的名称。如果你想列出这些内容，它们定义在标准模块builtins中：

>>> import builtins
>>> dir(builtins)  
['ArithmeticError', 'AssertionError', 'AttributeError', 'BaseException',
 'BlockingIOError', 'BrokenPipeError', 'BufferError', 'BytesWarning',
 'ChildProcessError', 'ConnectionAbortedError', 'ConnectionError',
 'ConnectionRefusedError', 'ConnectionResetError', 'DeprecationWarning',
 'EOFError', 'Ellipsis', 'EnvironmentError', 'Exception', 'False',
 'FileExistsError', 'FileNotFoundError', 'FloatingPointError',
 'FutureWarning', 'GeneratorExit', 'IOError', 'ImportError',
 'ImportWarning', 'IndentationError', 'IndexError', 'InterruptedError',
 'IsADirectoryError', 'KeyError', 'KeyboardInterrupt', 'LookupError',
 'MemoryError', 'NameError', 'None', 'NotADirectoryError', 'NotImplemented',
 'NotImplementedError', 'OSError', 'OverflowError',
 'PendingDeprecationWarning', 'PermissionError', 'ProcessLookupError',
 'ReferenceError', 'ResourceWarning', 'RuntimeError', 'RuntimeWarning',
 'StopIteration', 'SyntaxError', 'SyntaxWarning', 'SystemError',
 'SystemExit', 'TabError', 'TimeoutError', 'True', 'TypeError',
 'UnboundLocalError', 'UnicodeDecodeError', 'UnicodeEncodeError',
 'UnicodeError', 'UnicodeTranslateError', 'UnicodeWarning', 'UserWarning',
 'ValueError', 'Warning', 'ZeroDivisionError', '_', '__build_class__',
 '__debug__', '__doc__', '__import__', '__name__', '__package__', 'abs',
 'all', 'any', 'ascii', 'bin', 'bool', 'bytearray', 'bytes', 'callable',
 'chr', 'classmethod', 'compile', 'complex', 'copyright', 'credits',
 'delattr', 'dict', 'dir', 'divmod', 'enumerate', 'eval', 'exec', 'exit',
 'filter', 'float', 'format', 'frozenset', 'getattr', 'globals', 'hasattr',
 'hash', 'help', 'hex', 'id', 'input', 'int', 'isinstance', 'issubclass',
 'iter', 'len', 'license', 'list', 'locals', 'map', 'max', 'memoryview',
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 'quit', 'range', 'repr', 'reversed', 'round', 'set', 'setattr', 'slice',
 'sorted', 'staticmethod', 'str', 'sum', 'super', 'tuple', 'type', 'vars',
 'zip']