Python 模块与包详解-优快云博客

1 定义

模块是一个包含有一系列变量，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

2 作用

让一些相关的变量，函数，类等有逻辑的组织在一起，让逻辑结构更加清晰

模块中的变量，函数和类等可提供给其它模块或程序使用

3 分类

1）内置模块（builtins）

在解析器的内部可以直接使用（c语言，c#编写，python编写，java编写的解释器）

2）安装的标准库模块

通常在安装python时已安装具可以直接使用

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

4 模块的导入

1）语法：

import 模块1 [as 模块新名1]，模块2[as 模块新名2]，·····

2）示例

import math

import sys,os

3)作用：

将某模块整体导入到当前模块

4）import 语句用法

模块.属性名

math.sin(1)

math. Tab键

5)help(obj)函数

可以查看模块相关的文档字符串

6）dir（obj）函数

返回模块所有属性的字符串列表

5 另一种模块导入方式

from import 语句

1）语法

from 模块名 import 模块属性名1 [as 属性名1]，模块属性名2 [as 属性名2]，·········

2）作用

将某个模块内的一个或多个属性（变量，函数，类等）导入到当前模块

3）示例

from math import sin

from math inport pi

from math import factorial （阶乘）as fac

6第三种导入方式

fromimport * 语句

1）语法

from 模块名 import *

2）作用

将某个模块的所有属性导入当前模块中

3）示例

from math import *

sin（pi/2）

7 dir 函数

dir([对象]) 返回一个字符串列表

1）作用

如果没有参数调用，则返回当前作用域内的所有变量的列表，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，返回这个模块的所有变量

对于类，返回类对象的所有变量

对于其它对象，返回所有变量，类变量和基类变量？？？

8 内置模块

builtins，sys，time，itertools ·····，math

9 标准库模块

random，datetimes，os，xml········

10 获取内置模块/标准库模块

http://docs.python.org

11 时间模块

此模块提供了时间相关的函数，且一直可用

1）导入方式

import time

from time import *

from time import xxxx

时间简介：

a）公元纪年是公元0000年1月1日开始

b）对于unix/linux系统，计算机元年是1970-1-1零时开始，此时间为0

c） UTC时间（Coordinated UniversalTime）是从GreenWich时间开始计算的（中国东八区），减去8小时，得到英国时间

UTC不会因时区问题而产生错误

d）DST阳光节约时间（Daylight SavingTime），又称夏令时，是经过日照时间修正后的时间

3）时间元组

是一个9个整数组成的，这9个元素从前往后依次为

4位年

月（1-12）

日（1-31）

时（0-59）

分（0-59）

秒（0-59）

星期几（0-6，星期一是0）

元旦开始日（1-366）（距离上一个元旦时间）

夏令时修正时间（-1,0，+1）

注：如果年份小于100，则会自动转换为加上1900后的值

4）模块中的变量和函数

（1）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）

alternate(间隔的，代替的) [‘ɔ: l’ tə: net]

time.daylight 夏令时校正时间

time.tzname 时区名称的元组

（2）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）让程序给定的秒数睡眠一段时间（以秒为单位）

time.gmtime([secs]) 将给定的秒数转换为UTC表达的时间元组

时间不填写，则显示当前时间

示例：

time.gmtime(661190400.0)

time.struct_time(tm_year=1990, tm_mon=12, tm_mday=14, tm_hour=16, tm_min=0, tm_sec=0, tm_wday=4, tm_yday=348, tm_isdst=0)

time.mktime(tuple) 将时间元组转换为新纪元秒数时间（UTC为准）

示例

time.mktime((1990, 12, 15, 0, 0, 0, 0, 0, 0))

661190400.0

time.asctime([tuple]) 将时间元组转成字符串（字符串不是元组的字符串，而是转换成'Tue Oct 1716:28:39 2017'）

示例：

time.asctime()

执行结果

'Tue Oct 17 16:28:39 2017'

time.localtime([secs])将UTC秒数转换为时间元组（以本地时间为准）

示例：

time.localtime()

time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=10,tm_mday=17, tm_hour=16, tm_min=13, tm_sec=49, tm_wday=1, tm_yday=290,tm_isdst=0)

time.localtime(3600)

time.struct_time(tm_year=1970, tm_mon=1,tm_mday=1, tm_hour=9, tm_min=0, tm_sec=0, tm_wday=3, tm_yday=1, tm_isdst=0)

time.clock() 返回字cpu开始运行到现在的时间秒数的浮点数

time.ctime() 返回当前时间的字符串格式

注释：[]里的内容可以省略

strftime(...)

strftime(format[, tuple]) -> string

Convert a time tuple to a string according to a format specification.

See the library reference manual for formatting codes. When the timetuple

is not present, current time as returned by localtime() is used.

Commonly used format codes:

%Y Year with century as a decimalnumber.

%m Month as a decimal number[01,12].

%d Day of the month as a decimalnumber [01,31].

%H Hour (24-hour clock) as adecimal number [00,23].

%M Minute as a decimal number[00,59].

%S Second as a decimal number[00,61].

%z Time zone offset from UTC.

%a Locale's abbreviated weekdayname.

%A Locale's full weekday name.

%b Locale's abbreviated month name.

%B Locale's full month name.

%c Locale's appropriate date andtime representation.

%I Hour (12-hour clock) as adecimal number [01,12].

%p Locale's equivalent of eitherAM or PM.

12 数学模块

模块名称 math

注： linux下内建模块

Masos 为标准库模块

1）变量

math.e 自然对数e

math.pi 圆周率

2）函数

math.ceil(x) 把x向大的方向取整，

比如x=1.2 返回2

x=(-1.2) 返回-1

math.floor(x) 对x向0取整

x=1.2 返回1

x=(-1.2) 返回-2

比如x=1.2 返回1 x=(-1.2) 返回-2

math.sqrt(x) 返回x的平方根

math.factorial(x) 求x的阶乘

[fæ k’ t ɔ: r i ə l] 阶乘

math.log(x[,base]) 返回以base为底x的对数，如果不给出base，则以自然数对数e为底

math.log10(x) 求以10为底的x的对数

math.pow(x,y) 返回x**y

math.fabs(x) 返回浮点数x的绝对值只适用于float int类型

#角度和弧度转换

math. degrees（x）将弧度x转换为角度（0~360°）

【学位，度】

math.radians(x) 将角度x转换为弧度

[‘reidjənz] [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

radians degrees alternate

recursion [ri’ kə: ʃn]

13 系统模块

系统模块 sys

与系统相关的信息

1）变量：

sys.path 模块搜索路径，此变量为路径字符串列表path[0]是当前脚本程序的路径名，或是’’

sys.modules 已加载模块的字典

sys.version 版本信息

示例：

>>>sys.version

'3.5.2 (default, Nov 17 2016, 17:05:23)\n[GCC 5.4.0 20160609]'

sys.version_info 程序运行环境的版本信息的命名元组

示例：

>>>sys.version_info

sys.version_info(major=3(主版本), minor=5（次版本）, micro=2（微版本）,releaselevel='final', serial=0)

sys.platform 平台信息

示例

sys.platform

'linux'

sys.argv 命令行参数 argv[0] 代表当前脚本程序路径名

sys.stdin 标准输入文件

sys.stdout 标准输出文件

sys.stderr 标准错误输出文件

命令行 python3 abc.py 在此行python3是命令

命令行 python3

命令行语法命令 [选项]

查看脚本程序路径名

示例：python3 abc.py cc.py a.txt ‘hello’

sys.argv

执行结果

abc.py cc.py a.txt ‘hello’

注意之间是用英文’ ’空格隔开

命令行 python3 abc.py 在此行python3是命令

命令行 python3

命令行语法命令 [选项]

sys.copyright 获取python版权相关信息

sys.builtin_module_names 获得python内建模块名称（字符串元组）

示例：

>>> sys.builtin_module_names

('_ast', '_bisect', '_codecs', '_collections', '_datetime', '_elementtree', '_functools', '_heapq', '_imp', '_io', '_locale', '_md5', '_operator', '_pickle', '_posixsubprocess', '_random', '_sha1', '_sha256', '_sha512', '_signal', '_socket', '_sre', '_stat', '_string', '_struct', '_symtable', '_thread', '_tracemalloc', '_warnings', '_weakref', 'array', 'atexit', 'binascii', 'builtins', 'errno', 'faulthandler', 'fcntl', 'gc', 'grp', 'itertools', 'marshal', 'math', 'posix', 'pwd', 'pyexpat', 'select', 'spwd', 'sys', 'syslog', 'time', 'unicodedata', 'xxsubtype', 'zipimport', 'zlib')

不同系统中内建模块不同

注意其中的熟悉模块

2）函数

sys.exit([code]) 退出程序，正常退出时sys.exit(0)

sys.getrecursionlimit() 得到递归的层次限制值

sys.setrecursionlimit() 设置递归层次限制值

14 自定义模块的编写

1）调用模块和模块在一个路径下

自己编写的模块和内建模块，标准库模块，第三方模块一样导入，也是有三种方式

2）搜索路径（不在同一路径下）

import 模块名（怎么寻找这个模块）

标准库模块，有自己的路径

内置模块不需要路径，每个模块可直接引入

自己编写模块需要路径了

（1）查询顺序

a) 搜索内置模块

sys.builtin_modules_name

b) sys.path提供的路径

c) 搜索程序运行路径

d）后来添加的路径

例如：

编写新的模块需要调用别的模块时，需要把在编写的模块中添加，在引入模块前

importsys

sys.path.append('/home/tarena')

添加后就能导入并访问了

（2）PYTHONPATH环境变量

python3在linux系统中运行，则linux就是python3的运行环境

此环境变量的值会在python3的解析器启动时自动加载到sys.path列表中

linux/unix 查看环境变量的命令

printenv 命令行

export PYTHONPATH=$PYTHONPATH:/home/tarena（只适用于当前环境，例如在一个终端设置完后，在另一个终端是不能用的）

补充1： sys.path 和 PYTHONPATH的关系

sys.path搜索模块或包的路径包括标准库模块和第三方模块

把模块放在主程序执行路径下（当前路径下）

sys.path搜索的现有路径下

内置模块

添加搜索模块路径的方式有两种

第一种：sys.path.append(‘/home/tarena/libs/’)

第二种：

python3启动时时会把pythonpath环境变量下的路径扫描并加载进sys.path中

补充2：

如何在终端启动时自动设置PYTHONPATH环境变量：

在~/.bashrc文件里面最下面加入：

exportPYTHONPATH = $PYTHONPATH:/home/tarena/libs

15模块的加载过程：

（1）在模块导入时，模块内的所有语句会执行（导入后即执行，也加载内存中）__pycache__包中

编译解释执行

menu.py--------------->menu.pyc------------------>python3

（2）如果一个模块已经导入，则再次导入时，不会重新执行所有语句

16模块化编程的优缺点：

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模块化编程有助于解决函数名和变量名冲突问题

17 模块的属性

1）name属性

用来记录模块自身的名字，分两种情况

1.对于被导入的模块，模块名是去掉前面的路径和’.py’后缀的文件名

2.对于被执行的主模块，模块名为“__main__”

例如：

myadd.py

当直接执行madd.py时，__name__为 ‘__main__’

当myadd.py被其他模块使用时，__name为‘myadd’

示例

>>> import all__

>>> all__.__all__

['name1', 'hello1']

>>> from all__ import *

>>> __all__

Traceback (most recent call last):

File "<stdin>", line 1, in <module>

NameError: name '__all__' is not defined

（1）作用：

1 记录模块名

2 用来判断是否是主模块

2）doc属性

用来绑定模块的文档字符串

（1）模块文档字符串

它是模块中第一行出现的，没赋值给其它变量的字符串

myadd.__doc__ 文档字符串

myadd.function().__doc__ 函数字符串

3) all属性

（1）作用：

当用from import * 语句导入模块式，只是导入__all__列表内属性

__all__属性是用来存放可导出属性的列表

模块中设置__all__属性后，便可以规定哪些是可以导出的属性

__all__ = ['name1',"hello1"] #只有name1,’hello1’可以被导出

def hello1():pass

def hello2():pass

def hello3():pass

name1='aishushuishui'

name2 = 'nidaye'

交互模式下的执行情况

>>> from all__ import *

>>> dir()

['__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'hello1', 'name1']

yincang.py

__all__ = ["_abc",'__abc','_name']

def _abc(): pass

def __abc(): pass

def abc(): pass

name1 = 'hello'

_name = 'hello1'

__name = 'hello2'

import yincang

>>> yincang.__all__

['_abc', '__abc', '_name']

>>> dir(yincang)

['__abc', '__all__', '__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name', '__name__', '__package__', '__spec__', '_abc', '_name', 'abc', 'name1']

4）file属性

__file__用来记录模块对应的文件路径名

18 模块的隐藏属性

模块中以‘_’或’__’开头，不以‘__’结尾的属性，

在用from 模块名 import * 导入时，不会显示

# yincang.py

def _abc(): pass

def __abc(): pass

def abc(): pass

name1 = 'hello'

_name = 'hello1'

__name = 'hello2'

>>> from yincang import *

>>> dir()

['__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'abc', 'name1']

19 标准库模块

1）随机模块 random

假设导入：

import random as R

（1）函数

R.random()	返回一个[0,1）之间的随机数	生成一个1000以内的数，可以将此扩大1000倍
R.getrandbits(nbit)	以长整型的形式返回用nbite位来表示的随机数	如果nbite是8 则返回0~255之间的整数因为2**8=256
R.uniform(a,b) uniform 随机，独立，制服	返回[a，b)区间内的随机数	生成浮点数或整数
R.randrange([start,]stop[,step])	返回range（start,stop,step中的随机数）	生成整数
randint(self, a, b) Return random integer in range [a, b], including both end points.	没有步长	生成整数