Python之路，第十三篇：Python入门与基础13
python3 模块
模块 Module
概念： 模块是一个保护有一系统变量、函数、类等组成的程序组；
模块是一个文件，模块文件名通常以.py 结尾；
作用：让一些相关的变量，函数， 类等有逻辑的组织在一起，让逻辑结构更清晰；
模块中的变量，函数和类等可供其他模块或程序使用；
分类： 1，内置模块（builtins）， 在解析器的内部可以直接使用；
,2，安装的标准库模块，安装python时已安装都可以使用；
,3，第三方模块（通常开源），需要自己安装；
4，用户自己编写的模块，（可以作为其他人的第三方模块使用）
模块的导入：
1） import 语句
import 模块名1 [ as 模块新名1 ] [模块名2 [ as 模块新名2 ] ]...
例如：#导入数据模块
import math
#导入系统sys模块和os模块
import sys，os
用法：模块名.属性名
math.factorial(5) #求5的阶乘
dir(object) 函数，返回模块的所有属性的字符串列表；
help(object) 函数，可以查看模块文档相关的字符串；
from import 语句
语法： from 模块名 import 模块属性名1 [ as 属性别名1 ] ，模块属性名2 [ as 属性别名2 ] ，....
作用： 将某模块内的一个或多个属性导入到当前模块；
示例： from math import pi
from math import sin
from math import factorial as fac
from import * 语句
语法： from 模块名 import *
作用：将模块内的所有属性名导入到当前模块
示例： from math import *
sin（pi/2） #1.0
dir() 函数
dir([对象]) #返回一个字符串列表；
作用： 1，如果没有参数调用，则返回当前作用域内所有变量的列表；
2，如果给定一个对象作为参数，则返回这个对象的所有变量列表；
对于模块，返回这个模块的全部变量； 对于类，返回类对象的所有变量；对于其他对象，返回所有变量，类变量，基类变量；
1 import math 2 math.factorial(5) 3 120 4 dir(math) 5 ['__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'acos', 'acosh', 'asin', 'asinh', 'atan', 'atan2', 'atanh', 'ceil', 'copysign', 'cos', 'cosh', 'degrees', 'e', 'erf', 'erfc', 'exp', 'expm1', 'fabs', 'factorial', 'floor', 'fmod', 'frexp', 'fsum', 'gamma', 'hypot', 'isfinite', 'isinf', 'isnan', 'ldexp', 'lgamma', 'log', 'log10', 'log1p', 'log2', 'modf', 'pi', 'pow', 'radians', 'sin', 'sinh', 'sqrt', 'tan', 'tanh', 'trunc'] 6 dir() 7 ['__builtins__', 'cba', 'math', 'sys'] 8 import math 9 dir() 10 ['__builtins__', 'cba', 'math', 'sys'] 11 dir(math) 12 ['__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'acos', 'acosh', 'asin', 'asinh', 'atan', 'atan2', 'atanh', 'ceil', 'copysign', 'cos', 'cosh', 'degrees', 'e', 'erf', 'erfc', 'exp', 'expm1', 'fabs', 'factorial', 'floor', 'fmod', 'frexp', 'fsum', 'gamma', 'hypot', 'isfinite', 'isinf', 'isnan', 'ldexp', 'lgamma', 'log', 'log10', 'log1p', 'log2', 'modf', 'pi', 'pow', 'radians', 'sin', 'sinh', 'sqrt', 'tan', 'tanh', 'trunc'] 13 dir(pi) 14 Traceback (most recent call last): 15 File "<input>", line 1, in <module> 16 NameError: name 'pi' is not defined 17 from math import pi 18 dir() 19 ['__builtins__', 'cba', 'math', 'pi', 'sys'] 20 pi 21 3.141592653589793 22 import os 23 dir() 24 ['__builtins__', 'cba', 'math', 'os', 'pi', 'sys'] 25 from os import * 26 dir() 27 ['F_OK', 'O_APPEND', 'O_BINARY', 'O_CREAT', 'O_EXCL', 'O_NOINHERIT', 'O_RANDOM', 'O_RDONLY', 'O_RDWR', 'O_SEQUENTIAL', 'O_SHORT_LIVED', 'O_TEMPORARY', 'O_TEXT', 'O_TRUNC', 'O_WRONLY', 'P_DETACH', 'P_NOWAIT', 'P_NOWAITO', 'P_OVERLAY', 'P_WAIT', 'R_OK', 'SEEK_CUR', 'SEEK_END', 'SEEK_SET', 'TMP_MAX', 'W_OK', 'X_OK', '__builtins__', '_exit', 'abort', 'access', 'altsep', 'cba', 'chdir', 'chmod', 'close', 'closerange', 'cpu_count', 'curdir', 'defpath', 'device_encoding', 'devnull', 'dup', 'dup2', 'environ', 'error', 'execl', 'execle', 'execlp', 'execlpe', 'execv', 'execve', 'execvp', 'execvpe', 'extsep', 'fdopen', 'fsdecode', 'fsencode', 'fstat', 'fsync', 'get_exec_path', 'get_handle_inheritable', 'get_inheritable', 'get_terminal_size', 'getcwd', 'getcwdb', 'getenv', 'getlogin', 'getpid', 'getppid', 'isatty', 'kill', 'linesep', 'link', 'listdir', 'lseek', 'lstat', 'makedirs', 'math', 'mkdir', 'name', 'open', 'os', 'pardir', 'path', 'pathsep', 'pi', 'pipe', 'popen', 'putenv', 'read', 'readlink', 'remove', 'removedirs', 'rename', 'renames', 'replace', 'rmdir', 'sep', 'set_handle_inheritable', 'set_inheritable', 'spawnl', 'spawnle', 'spawnv', 'spawnve', 'startfile', 'stat', 'stat_float_times', 'stat_result', 'statvfs_result', 'strerror', 'supports_bytes_environ', 'symlink', 'sys', 'system', 'terminal_size', 'times', 'times_result', 'umask', 'uname_result', 'unlink', 'urandom', 'utime', 'waitpid', 'walk', 'write']
内置模块：builtins ， sys， time，itertools.....math
标准库模块： random， os， datetime ， xml .....
http://docs.python.org
时间模块 time
此模块提供了时间相关的函数，且一直可用；
导入方式： import time ; from time import * ; from time import xxx
时间简介：
公元纪年是公元0000年1月1日开始；
对于uninx、linux 系统，计算机元年是从1970年1月1日0时开始，此时时间为0 ；
UTC(Coordinated Universal Time) 是从Greewich 时间开始计算的；UTC时间不会因时区问题而产生错误 ；
DST阳光节约时间（Daylight Saving Time） 又称夏令时，是经过日照时间修正后的时间；
时间元组：
是一个9个整数组成的，这个9个元素自前至后依次为为：
四位的年（例1999）
月（1-12）
日（1-31）
时（0-23）
分（0-59）
秒（0-59）
星期（0-6，星期一是0）
元旦开始日（1-366）
夏令修正时间（-1,0 或1）
注：如果年份小于100，则自动转换为加上1900后的值；
模块中的变量和函数
变量
time.timezone 本地区时间与UTC时间差（秒为单位）
time.altzone 夏令时时间与UTC时间差（秒为单位）
time.daylight 夏令时校正时间
time.tzname 时区名称的元组
函数
time.time 返回计算机元年至当前时间的秒数的浮点数（UTC时间为准）
time.sleep(secs) 让程序按给定的秒数睡眠一段时间；
time.gmtime([secs]) 将给定的秒数转换为UTC表达的时间元组；
time.mktime(tuple) 将时间元组转换为新纪元秒数时间（UTC为准）
time.asctime( [tuple] ) 将时间元组转换为字符串；
time.localtime([secs]) 将UTC秒数转换为时间元组（以本地时间为准）
time.clock() 返回CPU自开始运行到现在的时间秒数的浮点数；
[ ] 里的内容 代表可以省略
数学模块
模块名 math
注：linux下为内建模块，mac os 为标准库模块
变量：
math.e 自然数e
math.pi 圆周率
函数
math.ceil(x) 对x向上取整， 比如x=1.2 ，返回2
math.floor(x) 对x向下取整， 比如x=1.2 ，返回1
math.sqrt(x) 返回x的平方根
math.factorial(x) 求x的阶乘
math.log(x[, base]) 返回以base为底x的对数，如果不给出base，则以自然对数e为底；
math.log10(x) 求以10为底x的对数
math.pow(x,y) 返回x**y
math.fabs(x) 返回浮点数x的绝对值
#角度和弧度转换
math.degrees(x) 将弧度x转换为角度
math.redians(x) 将角度x转换为弧度
#三角函数
math.sin(x) 返回x的正弦（x为弧度）
math.cos(x) 返回x的余弦
math.tan(x) 返回x的正切
math.asin(x) 返回x的反正弦（x为弧度）
math.acos(x) 返回x的反余弦
math.atan(x) 返回x的反正切
系统模块sys
与系统相关的信息
数据：
sys.path 模块搜索路径 path[0] 是当前脚本程序的路径名，或者是‘ ’ ；
sys.modules 已加载模块的字典；
sys.version 版本信息
sys.version_info 版本信息的命名元组
sys.argv 命令行参数 argv[0] 代表当前脚本程序路径名；
sys.copyright 获取python版本相关信息
sys.builin_module_names 获得python 内建模块名称（字符串元组）
1 sys.path 2 sys.path[0] 3 sys.path[1] 4 sys.modules 5 sys.modules[0] 6 sys.version 7 sys.version[1] 8 sys.version_info 9 sys.version.major 10 sys.argv 11 sys.argv[0] 12 sys.copyright 13 sys.builtin_module_names 14 ('_ast', '_bisect', '_codecs', '_codecs_cn', '_codecs_hk', '_codecs_iso2022', '_codecs_jp', '_codecs_kr', '_codecs_tw', '_collections', '_csv', '_datetime', '_functools', '_heapq', '_imp', '_io', '_json', '_locale', '_lsprof', '_md5', '_multibytecodec', '_opcode', '_operator', '_pickle', '_random', '_sha1', '_sha256', '_sha512', '_sre', '_stat', '_string', '_struct', '_symtable', '_thread', '_tracemalloc', '_warnings', '_weakref', '_winapi', 'array', 'atexit', 'audioop', 'binascii', 'builtins', 'cmath', 'errno', 'faulthandler', 'gc', 'itertools', 'marshal', 'math', 'mmap', 'msvcrt', 'nt', 'parser', 'signal', 'sys', 'time', 'winreg', 'xxsubtype', 'zipimport', 'zlib')
1 import sys 2 3 #sys.argv 是一个字符串序列 4 print("参数的个数是：",len(sys.argv)) 5 print(sys.argv) 6 #python3 sys_argv.py a b 7 # #参数的个数是：3 8 #['sys_argv.py' , 'a' , 'b'] 9 # 10 #chomod +x sys.argv.py 11 #./sys_argv.py '-l' /home/ 12 # 13 for x in sys.argv: 14 print("参数是",x) 15 16 # 17 import sys 18 if len(sys.argv) < 4: 19 print("用法： ./sys_argv.py 数字 运算符 数字") 20 sys.exit(0) #退出程序 21 22 if sys.argv[2] == "加": 23 print(float(sys.argv[1]) + float(sys.argv[3])) 24 elif sys.argv[2] == "乘": 25 print(float(sys.argv[1]) * float(sys.argv[3])) 26 #./sys_argv.py 3 加 5 #8 27 #./sys_argv.py 3 乘 5 #15
函数
sys.exit([code]) 退出程序， 正常退出时用sys.exit(0)
sys.getrecursionlimit() 得到递归的层次限制值
sys.setrecursionlimit(n) 设置递归的最大层次限制值
1 sys.getrecursionlimit() 2 1000 3 sys.setrecursionlimit(2000) 4 sys.getrecursionlimit() 5 2000 6 sys.setrecursionlimit(1000) 7 sys.getrecursionlimit() 8 1000
自定义模块的编写：
1 #file : mymod.py 2 def fac(n): 3 print("正在计算n的阶乘...") 4 5 def sum_fac(n): 6 print("正在计算n的阶乘的和...") 7 8 #import mymod.py 9 #dir(mymod) 10 #mymod.fac(100) 11 #mymod.sum_fac(100) 12 13 ################################################## 14 #test_mymod.py 15 import mymod 16 mymod.fac(20) 17 mymod.sum_fac(30) 18 # 19 from mymod import fac as f
模块的搜索路径：
import 模块名 #对应 模块名.py 去哪找？
查找的顺序：1， 搜索内置模块 sys.builtins_modules_name
2，sys.path 提供路径
3，搜索程序运行时路径（绝对路径/当前路径）
PYTHONPATH 环境变量
此环境变量的值会在python3的解析器启动时自动加载到sys.path 中；
#export PYTHONPATH=$PYTHONPATH:/home/tarena
#printenv
1 sys.builtin_module_names 2 ('_ast', '_bisect', '_codecs', '_codecs_cn', '_codecs_hk', '_codecs_iso2022', '_codecs_jp', '_codecs_kr', '_codecs_tw', '_collections', '_csv', '_datetime', '_functools', '_heapq', '_imp', '_io', '_json', '_locale', '_lsprof', '_md5', '_multibytecodec', '_opcode', '_operator', '_pickle', '_random', '_sha1', '_sha256', '_sha512', '_sre', '_stat', '_string', '_struct', '_symtable', '_thread', '_tracemalloc', '_warnings', '_weakref', '_winapi', 'array', 'atexit', 'audioop', 'binascii', 'builtins', 'cmath', 'errno', 'faulthandler', 'gc', 'itertools', 'marshal', 'math', 'mmap', 'msvcrt', 'nt', 'parser', 'signal', 'sys', 'time', 'winreg', 'xxsubtype', 'zipimport', 'zlib') 3 4 sys.path 5 #import sys 6 #sys.path.append("/home/test/") 7 #import mymod 8 #dir()
1 printenv 2 echo $PATH 3 export PATH=$PATH:/home/test/ 4 echo $PATH 5 mymod
模块加载过程：
1，在模块导入时，模块内的所有语句会执行；
2，如果一个模块已经导入，则再次导入时，不会重新执行所有的语句；
模块化编程的优点：
1，有利于多人开发；
2，使代码更加易于维护；
3，提高代码的复用率；
4，模块化变有助于解决函数名和变量名冲突问题；
模块的属性：
__name__属性：
用来记录自身的名字；
1，对于被导入模块，模块名为去掉路径前缀和“.py” 后缀的文件名；
2，对于被执行的主模块，模块名为'__main__'
1 #mymod.py 2 3 def f1(): 4 print("f1被调用。。") 5 6 def f2(): 7 print("f2被调用。") 8 9 name = "hello" 10 11 f1() 12 print("模块被加载完毕") 13 ########### 14 >>> import mymod 15 f1被调用。。 16 模块被加载完毕 17 >>> mymod.__name__ 18 'mymod' 19 >>> 20 >>> from mymod import f1 21 >>> from mymod import * 22 >>> dir() 23 ['__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'f1', 'f2', 'mymod', 'name'] 24 >>> 25 ################### 26 #mymod1.py 27 def f1(): 28 print("f1被调用。。") 29 30 def f2(): 31 print("f2被调用。") 32 33 print("此模块名为：",__name__) 34 ##### 35 此模块名为： __main__ 36 ##### 37 >>> import mymod1 38 此模块名为： mymod1 39 >>>
作用：1，记录模块名，
2，用来判断是否为主模块；
1 #mymod2 2 def f1(): 3 print("f1被调用。。") 4 5 def f2(): 6 print("f2被调用。") 7 8 def test(): 9 print("模块测试正在进行中...") 10 f1() 11 f2() 12 13 print("此模块名为：", __name__) 14 print("#" * 50) 15 if __name__ == '__main__': 16 test() 17 #此模块名为： __main__ 18 ################################################### 19 #模块测试正在进行中... 20 #f1被调用。。 21 #f2被调用。
__doc__属性
用来绑定模块的文档字符串；
模块的文档字符串是模块中第一行出现的没给赋值给变量的字符串；
1 #mymod3.py 2 ''' 3 此模块有两个函数. 4 此模块用来演示文档字符串. 5 此处省略2000字. 6 ''' 7 8 9 def f1(): 10 print("f1被调用。。") 11 12 def f2(): 13 print("f2被调用。") 14 15 #>>> import mymod3 16 #>>> dir() 17 #['__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'mymod1', 'mymod3'] 18 #>>> mymod3.__doc__ 19 #'\n此模块有两个函数.\n此模块用来演示文档字符串.\n此处省略2000字.\n' 20 #>>> 21 #>>> help(mymod3) 22 #Help on module mymod3: 23 # 24 #NAME 25 # mymod3 26 # 27 #DESCRIPTION 28 # 此模块有两个函数. 29 # 此模块用来演示文档字符串. 30 # 此处省略2000字. 31 # 32 #FUNCTIONS 33 # f1() 34 # 35 # f2() 36 # 37 #FILE
1 #mymod3.py 2 ''' 3 此模块有两个函数. 4 此模块用来演示文档字符串. 5 此处省略2000字. 6 ''' 7 8 9 def f1(): 10 ''' 11 此为函数的文档字符串 12 此处省略200字 13 ''' 14 print("f1被调用。。") 15 16 17 def f2(): 18 print("f2被调用。") 19 20 21 #>>> 22 # 23 ## >>> import mymod3 24 #>>> mymod3.__doc__ 25 #'\n此模块有两个函数.\n此模块用来演示文档字符串.\n此处省略2000字.\n' 26 #>>> mymod3.f1.__doc__ 27 #'\n 此为函数的文档字符串\n 此处省略200字\n ' 28 #>>> help(mymod3) 29 #Help on module mymod3: 30 # 31 #NAME 32 # mymod3 33 # 34 #DESCRIPTION 35 # 此模块有两个函数. 36 # 此模块用来演示文档字符串. 37 # 此处省略2000字. 38 # 39 #FUNCTIONS 40 # f1() 41 # 此为函数的文档字符串 42 # 此处省略200字 43 # 44 # f2() 45 #
__all__属性
作用：
当用from import * 语句导入模块时，只导入__all__列表内的变量（属性）
__all__属性是用来存放可导出属性的列表；
1 #mymod4.py 2 __all__ = [ 'hello1', 'hello2', 'hello3','name1' ] 3 def hello1():pass 4 5 def hello2():pass 6 7 def hello3():pass 8 9 def hello4():pass 10 11 def hello5():pass 12 13 name1 = 'aaa' 14 name2 = 'bbb' 15 16 #>>> from mymod4 import * 17 #>>> dir() 18 #['__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'hello1', 'hello2', 'hello3', 'hello4 19 #', 'hello5', 'mymod3', 'mymod4', 'name1', 'name2'] 20 #>>> 21 #加'__all__' 22 #>>> from mymod4 import * 23 #>>> dir() 24 #['__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'hello1', 'hello2', 'hello3', 'name1' 25 #] 26 #>>>
__file__ 属性
__file__ 用来记录模块对应的文件路径名；
模块的隐藏属性
模块中以‘_’ 或‘__’ 开头，不以‘__’结尾的属性，在用from xxx import * 语句导入时，将不被导入到其他模块；
1 #mymod5.py 2 def _abc(): 3 pass 4 5 def __abc(): 6 pass 7 8 def abc(): 9 pass 10 11 name = "hello" 12 _name = "hello2" 13 __world = "world..." 14 15 #>>> from mymod5 import * 16 #>>> dir() 17 #['__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'abc', 'name'] 18 #>>> abc 19 #<function abc at 0x00000000026DAE18> 20 #>>> _abc 21 #Traceback (most recent call last): 22 # File "<stdin>", line 1, in <module> 23 #NameError: name '_abc' is not defined 24 #>>> name 25 #'hello' 26 #>>> _name 27 #Traceback (most recent call last): 28 # File "<stdin>", line 1, in <module> 29 #NameError: name '_name' is not defined 30 #>>> 31 #
