模块——Python学习笔记06

在Python中，一个.py文件就称之为一个模块（Module）。
当一个模块编写完毕，就可以被其他地方引用，包括Python内置的模块和第三方模块。
使用模块还可以避免函数名和变量名的冲突。

为了避免模块名冲突，Python又引入了按目录来组织模块的方法，称为包（Package）。

例如，一个abc.py文件就是一个名字叫abc的模块，假如这个模块名和其他模块冲突了，于是我们可以通过包来组织模块，避免冲突：
选择一个顶层包名mycompany，把abc.py放在其目录下。
引入包之后，只要顶层的包名不和别人冲突，那么所有模块都不会与其他冲突。现在，abc.py模块的名字就变成了mycompany.abc。

注意，每个包目录下面都会有个__init__.py的文件，这个文件是必须存在的，否则Python就把这个目录当成普通目录。__init__.py可以是个空文件或有Python代码，因为其本身就是一个模块，而它的模块名就是mycompany。

可以有多级目录，组成多级层次的包结构。

mycompany下的web目录，其下的文件www.py的模块名就是mycompany.web.www。
mycompany.web也是一个模块，其对应的.py文件是mycompany/web目录里的__init__.py文件。
创建模块名时需注意命名不能和Python自带的模块名称冲突。

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使用模块

Python本身内置了很多非常有用的模块，只要安装完毕就可以立即使用。
我们以内建的sys模块为例，编写一个hello的模块：

#!/usr/bin/env python3    #可以让这个hello.py文件直接在Unix/Linux/Mac上运行
# -*- coding: utf-8 -*-    #注释表示.py文件本身使用标准UTF-8编码

'a test module’        #注释表示.py文件本身使用标准UTF-8编码

__author__ = 'Mojian’    #以__author__变量把作者名写进去    

import sys

def test():
    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()

以上就是Python模块的标准文件模版，后面开始就是真正的代码部分。
使用sys模版第一步就是导入该模版：

import sys

导入了模块之后，我们就有了变量sys指向该模块，利用sys这个变量，就可以访问sys所有模块的所有功能。
sys模块有一个argv变量，用list储存了命令行的所有参数。argv至少有一个元素，因为第一个参数永远是该.py文件的名称，例如：

运行python3 hello.py 获得的sys.argv就是[‘hello.py’]。
运行 python3 hello.py Mojian 获得的sys.argv就是[‘hello.py’, ‘Mojian’]。

注意，最后两行：

if __name__ == ‘__main__’：
    test()

当我们在命令行运行hello模块文件时，Python解释器把一个特殊变量__name__置为__main__，而如果在其他地方导入该hello模块时，if判断将失败，因此，这种if测试可以让一个模块通过命令行运行时执行一些额外的代码，最常见的就是运行 测试。
使用命令行运行查看效果：

$ python3 hello.py
Hello, world!

如果启用Python交互环境，再导入hello模块

>>>import hello
>>>

导入时，没有打印Hello, world!，因为没有执行test()函数。
调用hello.test()时，才能打印出：

>>>hello.test()
>>>Hello, world!

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作用域

在Python中，通过_前缀来实现定义的函数和变量不被别人使用。

正常的函数和变量名是公开的（public），可以直接被引用，如：abc，x123，PI等。

类似__xxx__这样的变量是特殊变量，可以直接被引用，但是有特殊用途。如，__author__,__name__是特殊变量，hello模块定义的文档注释也可以用特殊变量__doc__访问。

类似_xxx和__xxx这样的函数或变量就是非公开的（private），不应该直接被引用，如：_abc,__abc等。

Python并没有一种方法可以完全限制访问private函数或变量，但是从编程习惯上不应该引用private函数或变量。

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)

我们在模块中公开greeting()函数，而把内部逻辑用private函数隐藏起来了，这样调用greeting()函数不用关心内部的private函数细节，这也是一种非常有用的代码封装和抽象的方法，即：

外部不需要引用内部的函数全部定义成private，只有外部需要引用的函数才定义为public。

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安装第三方模块

Python通过包管理工具pip完成安装第三方模块。
可在pypi.python.org网站上搜索库的名称，安装Pillow的命令：

pip3 install Pillow

使用Pillow随便找个图片生成缩略图：

>>>from PIL import Image
>>>im = image.open('/Users/mojian/Desktop/1.png’)
>>>print(im.format, im.size, im.mode)
PNG (2048, 1138) RGB
>>>im.thumbnail((200, 100))
>>>im.save('/Users/mojian/Desktop/2.jpg’, ‘JPEG’)

其他常用的第三方库还有MySQL的驱动：mysql-connector-python，用于科学计算的Numpy库：numpy，用于生成文本的模版工具Jinja2

模块搜索路径
当试图加载一个模块时，Python会在指定的路径下搜索对应的.py文件，如果找不到则会报错。
默认情况下，Python会搜索当前目录、所有已安装的内置模块和第三方模块，搜索路径存放在sys模块的path变量中：

>>>import sys
>>>sys.path
['', '/Users/mojian/Documents', '/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.5/lib/python35.zip', '/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.5/lib/python3.5', '/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.5/lib/python3.5/plat-darwin', '/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.5/lib/python3.5/lib-dynload', '/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.5/lib/python3.5/site-packages’]

如果要添加自己的搜索目录，有两种方法：
一是直接修改sys.path，添加要搜索的目录：

>>>import sys
>>>sys.path.append(‘/Users/mojian/my_py_script’)

这个方法是在运行时修改，运行结束后实效。

第二种方法是设置环境变量PYTHONPATH，该环境变量的内容会被自动添加到模块搜索路径中。只需要添加自己的搜索路径，Python自身的搜索路径不受影响。