Python модуль: Модуль числа в Python 3 — Функция abs библиотеки math

Содержание

Модуль числа в Python 3 — Функция abs библиотеки math

Очень часто возникает необходимость вычисления модуля числа в Python. Рассмотрим, что такое модуль числа, какие есть способы его вычисления. Так же отдельно коснемся комплексных чисел.

Модуль числа

Часто в программировании требуется вычислить абсолютное значение числа. Иначе говоря, отбросить знак.

При вычислении модуля возможны 3 ситуации:

  • Когда число больше 0. Если взять его по модулю — не изменится.
  • Модуль нуля так же равен нулю.
  • У отрицательного числа отбрасываем знак. То есть умножаем его на -1.

Но это все справедливо только для действительных чисел. Чему же тогда будет равен модуль комплексных?

Комплексное число состоит из действительной составляющей и мнимой. Геометрически это можно представить как 2 ортогональные оси: действительную и мнимую. Отмечаем на координатных осях требуемую точку. Модулем будет длина отрезка, проведенного из начала координат в эту точку.

Исходя из теоремы Пифагора получаем, что модуль комплексного числа это корень квадратный из суммы квадратов мнимой и действительной частей.

Вычисление

Вычислять модуль можно следующими способами:

  • Используя стандартную функцию abs.
  • С помощью функции fabs библиотеки math.
  • При помощи самостоятельно написанной функции.

Все эти функции работают как в Python 2, так и в Python 3.

abs

Для вычисления в Python модуля числа используется функция abs. Результат функции того же типа, которого был аргумент.

a = -10
b = abs(a)
print(b)
print(type(b))

10
<class 'int'>

fabs

Можно так же воспользоваться функцией fabs из библиотеки math. Библиотеку можно подключить с помощью from math import fabs.

from math import fabs
a = -10
b = fabs(a)
print(b)
print(type(b))

10.0
<class 'float'>

Отличие abs от fabs заключается в том, что функция abs возвращает значение того же типа, что и аргумент. Функция же fabs вначале преобразует тип аргумента к вещественному числу.

Свое решение

Если по каким то причинам нет возможности или желания использовать стандартные функции, то можно написать свое решение.

Например, можно вычислить воспользоваться тернарным оператором.

a = -10
b = a if a > 0 else -a
print(b)

10

На основе такого условия сделаем свою функцию.

def my_abs(a):
    return a if a > 0 else -a
print(my_abs(-3))

3

Модуль комплексного числа

Мы разобрались как происходит вычисление с действительными числами. Теперь посмотрим, как в языке программирования Python можно получить модуль комплексного.

Функцией fabs мы не сможем воспользоваться. Если попытаемся это сделать, то получим ошибку приведения комплексного числа к действительному (TypeError).

from math import fabs
a = -10-2j
b = fabs(a)
print(b)

Traceback (most recent call last):
  File "main.py", line 3, in <module>
    b = fabs(a)
TypeError: can't convert complex to float

А вот с помощью abs преобразование удается.

a = -10-2j
b = abs(a)
print(b)

10.19803902718557

Или же напишем свою функцию:

from math import sqrt
def my_abs_complex(c):
    return sqrt(c.real**2 + c.imag**2)
a = -10-2j
b = my_abs_complex(a)
print(b)

10.198039027185569

Результаты получились одинаковыми. Но нам все равно пришлось подключить библиотеку math для вычисления квадратного корня.

Pythonicway — Модули в Python

Система модулей позволяет вам логически организовать ваш код на Python. Группирование кода в модули значительно облегчает процесс написания и понимания программы. Говоря простым языком,

модуль в Python это  просто файл, содержащий код на Python. Каждый модуль в Python может содержать переменные, объявления классов и функций. Кроме того, в модуле может находиться исполняемый код.

Команда import в Python:

Вы можете использовать любой питоновский файл как модуль в другом файле, выполнив в нем команду import. Команда import в Python обладает следующим синтаксисом:

import module_1[, module_2[,... module_N]

Когда интерпретатор Python встречает команду import, он импортирует (дает доступ) этот модуль, если он присутствует в пути поиска Python. Путь поиска Python это список директорий, в которых интерпретатор производит поиск перед попыткой загрузить модуль. Например, чтобы использовать модуль math следует написать:

import math
# Используем функцию sqrt из модуля math
print (math.sqrt(9))
# Печатаем значение переменной pi, определенной в math
print (math.pi)

Важно знать, что модуль загружается лишь однажды, независимо от того, сколько раз он был импортирован. Это препятствует цикличному выполнению содержимого модуля.

Команда from … import в Python

Команда from … import позволяет вам импортировать не весь модуль целиком, а только определенное его содержимое. Например:

# Импортируем из модуля math функцию sqrt
from math import sqrt
# Выводим результат выполнения функции sqrt.
# Обратите внимание, что нам больше незачем указывать имя модуля
print (sqrt(144))

# Но мы уже не можем получить из модуля то, что не импортировали
print (pi) # Выдаст ошибку

Выражение from … import не импортирует весь модуль, а только предоставляет доступ к конкретным объектам, которые мы указали.

Команда from … import * в Python:

В Python так же возможно импортировать всё (переменные, функции, классы) за раз из модуля, для этого используется конструкция from … import *. Например:

from math import *

# Теперь у нас есть доступ ко всем функция и переменным, определенным в модуле math

print (sqrt(121))
print (pi)
print (e)

Однако это конструкцию следует использовать с осторожностью, поскольку при импортировании нескольких модулей можно запутаться в своем собственном коде.

Местонахождение модулей в Python:

Когда вы импортируете модуль, интерпретатор Python ищет этот модуль в следующих местах:

  1. Директория, в которой находится файл, в котором вызывается команда импорта

  2. Если модуль не найден, Python ищет в каждой директории, определенной в консольной переменной PYTHONPATH.

  3. Если и там модуль не найден, Python проверяет путь заданный по умолчанию

Путь поиска модулей сохранен в системном модуле sys в переменной path. Переменная sys.path содержит все три вышеописанных места поиска модулей.

Получение списка всех модулей Python установленных на компьютере:

Для того, чтобы получить список всех модулей, установленных на вашем компьютере достаточно выполнить команду:

help("modules")

Через несколько секунд вы получите список всех доступных модулей.

Создание своего модуля в Python:

Чтобы создать свой модуль в Python достаточно сохранить ваш скрипт с расширением .py Теперь он доступен в любом другом файле. Например, создадим два файла: module_1.py и module_2.py и сохраним их в одной директории. В первом запишем:

def hello():
    print ("Hello from module_1")

А во втором вызовем эту функцию:

from module_1 import hello

hello()

Выполнив код второго файла получим:

Hello from module_1

Функция dir():

Встроенная функция dir() возвращает отсортированный список строк, содержащих все имена, определенные в модуле.

# на данный момент нам доступны лишь встроенные функции
dir()
# импортируем модуль math
import math
# теперь модуль math в списке доступных имен
dir()
# получим имена, определенные в модуле math
dir(math)

Архитектура программы на Python:

Код на Python может быть организован следующим образом:

  1. Первый уровень это обычные команды на Python.
  2. Команды на Python могут быть собраны в функции.
  3. Функции могут быть частью класса.
  4. Классы могут быть определены внутри модулей.
  5. Наконец, модули могут составляться в пакеты модулей.

Пакеты модулей в Python:

Отдельные файлы-модули с кодом на Python могут объединяться в пакеты модулей. Пакет это директория (папка), содержащая несколько отдельных файлов-скриптов. 

Например, имеем следующую структуру:

|_ my_file.py

|_ my_package

         |_ __init__.py

         |_ inside_file.py

В файле inside_file.py определена некая функция foo. Тогда чтобы получить доступ к функции foo, в файле my_file следует выполнить следующий код:

from my_package.inside_file import foo

Так же обратите внимание на наличие внутри директории my_package файла __init__.py. Это может быть пустой файл, который сообщает

Python, что данная директория является пакетом модулей. В Python 3.3 и выше включать файл __init__.py в пакет модулей стало необязательно, однако, рекомендуется делать это ради поддержки обратной совместимости.

 

Модули Python, которые пригодятся каждому разработчику

Одна из отличительных черт Python — его невероятная расширяемость. Модули из списка, представленного в нашей статье, покрывают практически все нужды разработчика. С их помощью вы сможете работать с базами данных, графическими пользовательскими интерфейсами, изображениями, звуком и т. д.

Графический интерфейс

В стандартной библиотеке Python есть графическая библиотека интерфейсов Tkinter. Но при помощи внешних модулей вы можете поднять GUI ваших приложений на новый уровень.

wxPython. Создает по-настоящему нативные пользовательские интерфейсы для Python-приложений, которые могут запускаться на Windows, Mac и Linux, а также прочих Unix-подобных системах практически без каких-либо модификаций.

PyGObject. Пакет Python, предоставляющий привязки для библиотек на базе Gobject, таких как GTK, GStreamer, WebKitGTK, GLib, GIO и др.

Pmw. Набор инструментов для создания на Python высокоуровневых составных виджетов (с использованием модуля Tkinter).

WCK. Расширение API, позволяющее реализовывать на чистом Python всевозможные пользовательские виджеты.

Tix. Мощный набор компонентов пользовательского интерфейса, при помощи которого можно расширить возможности ваших Tcl/Tk и Python-приложений. Использование Tix вместе с Tk очень улучшает внешний вид и функционал приложений.

Базы данных

Модули, перечисленные в этом разделе, имеют открытый исходный код. С их помощью можно существенно облегчить доступ к базам данных.

MySQLdb. Python DB API-2.0-совместимый интерфейс для доступа к базам данных MySQL.

PyGreSQL. Модуль, который служит интерфейсом для базы данных PostgreSQL. Он дает возможность работать с PostgreSQL-фичами из Python-скрипта.

Gadfly. Простая реляционная СУБД, реализованная на Python (на основе SQL).

SQLAlchemy. Библиотека Python для работы с базами данных с применением ORM. Позволяет разработчикам приложений использовать всю мощь и гибкость SQL.

KinterbasDB. Расширение Python, реализующее поддержку совместимости Python Database API 2.0 для опенсорсной реляционной базы данных Firebird и некоторых версий ее проприетарной кузины — Borland Interbase.

Веб-разработка

Python это популярный язык для веб-разработки. Все пакеты Python, перечисленные в этом разделе, делают жизнь веб-разработчика гораздо проще.

Beautiful Soup. Библиотека Python для быстрого парсинга HTML- и XML-файлов.

scrape. Модуль Python для веб-браузинга и скрапинга.

mechanize. Очень полезный модуль, благодаря которому вы получаете эмулятор браузера для взаимодействия с веб-страницами.

libgmail. Обеспечивает доступ к гугловскому сервису Gmail.

Google Maps. Благодаря этому модулю можно использовать веб-сервисы платформы Google Maps в своем приложении на Python.

Requests позволяет невероятно легко отсылать HTTP/1.1-запросы.

Selenium. При помощи этого модуля разработчики могут программными методами открывать веб-страницы, заполнять поля, кликать по кнопкам и отсылать формы.

pyquery позволяет делать jQuery-запросы в XML-документах. API этой библиотеки максимально приближен к jQuery. Для быстрой манипуляции с XML и HTML pyquery использует LXML.

Манипуляции с изображениями и видео

Python это очень мощный язык; с его помощью можно решать многие задачи, например, работать с изображениями. Стандартная библиотека не имеет встроенного функционала для этих целей, но следующие модули вам помогут.

Python Imaging Library (PIL). PIL добавляет в интерпретатор Python возможность обработки изображений. Эта библиотека поддерживает много форматов файлов и предоставляет хороший функционал для работы с графикой.

Gdmodule. Это интерфейс для библиотеки GD, созданной Томасом Баутелом.

VideoCapture. Win32-расширение для доступа к таким видеоустройствам, как веб-камеры (USB) и ТВ-карты.

MoviePy. Библиотека Python для редактирования видео: обрезка, склейка, вставка надписей, нелинейное редактирование, обработка видео и создание пользовательских эффектов.

pyscreenshot. Кроссплатформенный модуль, позволяющий делать скриншоты без установки сторонних библиотек.

Data Science и математика

Для Python есть много расширений, которые можно использовать в научных целях, например, в математике, науке о данных и инженерии.

SciPy. SciPy (произносится как «сай пай») это экосистема программного обеспечения с открытым кодом для математики, науки и инженерии.

Matplotlib. Библиотека Python для создания 2D-графиков. Генерирует пригодные для печати изображения в разных форматах. Matplotlib может использоваться в скриптах, интерпретаторе Python, в Jupyter Notebook, на серверах веб-приложений и в GUI-инструментарии.

Pandas. Быстрый, мощный, гибкий и легкий в использовании инструмент для анализа данных и работы с данными. Имеет открытый исходный код.

Numpy. Библиотека, обеспечивающая поддержку больших, многомерных массивов и матриц. Для работы с этими массивами Numpy имеет обширную коллекцию высокоуровневых математических функций.

Разработка игр

Python — это очень разносторонний язык, позволяющий программистам создавать самые разнообразные приложения, включая видеоигры.

Pygame. Набор модулей для написания видеоигр. Pygame расширяет функционал прекрасной библиотеки SDL. Благодаря ему на Python можно создавать полнофункциональные игры и мультимедиа-программы.

Pyglet. Мощная, но при этом простая в использовании библиотека Python для разработки игр и других приложений с большим количеством визуальных эффектов для Windows, Mac OS X и Linux.

pyOpenGL. Этот модуль чаще других используется для обеспечения работы с библиотекой OpenGL и связанными с нею API в программах на Python.

Звук

Благодаря нескольким очень полезным модулям работать со звуком в Python довольно просто.

pySonic. Python-враппер для высокопроизводительной кроссплатформенной звуковой библиотеки FMOD.

PyMedia. Модуль Python для манипуляций с файлами WAV, MP3, Ogg, AVI, DivX, DVD, CD-DA и др. Позволяет анализировать, демультиплексировать и мультиплексировать, декодировать и кодировать все поддерживаемые форматы. Может компилироваться для Windows, Linux и Cygwin.

PMIDI. Библиотека PMIDI служит оберткой для библиотеки Windows MIDI Streams, обеспечивая возможность использования последней в Python. Благодаря PMIDI разработчики могут на лету генерировать в своем коде синтезированные музыкальные последовательности, чтобы они проигрывались для пользователей.

Mutagen. Модуль для обработки метаданных аудио. Поддерживает аудиофайлы FLAC, M4A, Musepack, MP3, Ogg FLAC, Ogg Speex, Ogg Theora, Ogg Vorbis, True Audio и WavPack.

Mac OS

Python очень хорошо интегрируется с Mac OS. Следующие модули могут пригодиться при разработке приложений для ОС Apple.

py2app. Это setuptools-команда, позволяющая создавать пакеты приложений и плагины для Mac OS X из Python-скриптов.

PyObjC. PyObjC это своего рода мост между Python и Objective-C. Благодаря ему можно создавать полнофункциональные Cocoa-приложения на чистом Python.

USB и последовательные порты

Знаете ли вы, что при помощи Python можно получить доступ к USB и последовательным портам компьютера? Если вам нужно решить подобную задачу, следующие модули помогут вам в этом.

PyUSB. Это простой в использовании модуль для доступа к USB-устройствам. PyUSB опирается на нативную системную библиотеку для USB-доступа. Работает «из коробки» с libusb 0.1, libusb 1.0, libusbx, libusb-win32 и OpenUSB, а также с Python в любой версии, начиная с 2.4 (и включая Python 3).

PySerial. Библиотека Python для доступа к последовательным портам.

USPP. Мультиплатформенный модуль Python для доступа к последовательным портам.

Разное

В таблице ниже вы найдете интересные модули, которые нельзя было отнести к какой-либо категории.

Категория Название Ссылка
Network Twisted http://twistedmatrix.com/
Jabber jabberpy http://jabberpy.sourceforge.net/
Expect pyExpect https://pexpect.readthedocs.io/en/latest/
3D VPython http://vpython.org/

Как создать модуль в python? Расшерение .py ~ PythonRu

Предыдущий урок: Итераторы Python

Что такое модуль?

Модуль — это файл, содержащий код python, который вы хотите включить в проект.

Документацию по модулям python на русском мы собрали в разделе Модули.

Создание модуля

Для того, чтобы создать модуль достаточно просто сохранить код в файл с расширением .py:
Сохраним этот код в файл под названием mymodule.py

def greeting(name):
    print("Привет, " + name)

Использование модуля

Теперь мы можем использовать только что созданный модуль, с помощью оператора import:

Импортируем модуль под названием mymodule, и вызовем функцию приветствия:

import mymodule

mymodule.greeting("Андрей")

Вывод:

Привет, Андрей

Примечание: Во время использования функции из модуля, синтаксис: module_name.function_name.

Переменные в модуле

Модуль может содержать функции, как уже описано, но также и переменные всех типов (массивы, словари, объекты и т. д.).
Сохраним этот код в файл mymodule.py

person1 = {
"name": "Виктор",
"age": 36,
"country": "Россия"
}
Подписывайтесь на телеграм каналы

Импортируем модуль с названием mymodule, и получим доступ к словарю person1:

import mymodule

a = mymodule.person1["age"]
print(a)

Вывод:

36

Имя модуля

Вы можете назвать файл модуля, как вам нравится, но важно, указать расширение файла .py

Переименование модуля

Вы можете создать псевдоним при импорте модуля, используя ключевое слово as.

import mymodule as mx

a = mx.person1["age"]
print(a)

Вывод:

36

Встроенные модули

В Python есть несколько встроенных модулей, которые вы можете импортировать, когда захотите.

import platform

x = platform.system()
print(x)

Вывод:

Windows

Использование функции dir()

Существует встроенная функция для перечисления всех имен функций (или имен переменных) в модуле. Функция dir().

import platform

x =  dir(platform)
print(x)

Вывод:

['DEV_NULL', '_UNIXCONFDIR', '_WIN32_CLIENT_RELEASES', '_WIN32_SERVER_RELEASES', '__builtins__', '__cached__', '__copyright__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', '__version__', '_default_architecture', '_dist_try_harder', '_follow_symlinks', '_ironpython26_sys_version_parser', '_ironpython_sys_version_parser', '_java_getprop', '_libc_search', '_linux_distribution', '_lsb_release_version', '_mac_ver_xml', '_node', '_norm_version', '_parse_release_file', '_platform', '_platform_cache', '_pypy_sys_version_parser', '_release_filename', '_release_version', '_supported_dists', '_sys_version', '_sys_version_cache', '_sys_version_parser', '_syscmd_file', '_syscmd_uname', '_syscmd_ver', '_uname_cache', '_ver_output', 'architecture', 'collections', 'dist', 'java_ver', 'libc_ver', 'linux_distribution', 'mac_ver', 'machine', 'node', 'os', 'platform', 'popen', 'processor', 'python_branch', 'python_build', 'python_compiler', 'python_implementation', 'python_revision', 'python_version', 'python_version_tuple', 're', 'release', 'subprocess', 'sys', 'system', 'system_alias', 'uname', 'uname_result', 'version', 'warnings', 'win32_ver']

Примечание: Функцию dir() можно использовать на всех модулях, включая те, которые вы создаете сами.

Импорт из модуля

Вы можете импортировать модуль только частично, используя ключевое слово from

def greeting(name):
    print("Привет, " + name) 
person1  = {
"name": "Виктор",
"age": 36,
"country": "Россия"
}  

Импортируем из модуля словарь person1:

from mymodule import person1 
print (person1["age"])

Вывод:

36

Примечание: При импорте с использованием ключевого слова from не используйте имя модуля при обращении к элементам. Пример: person1["age"], а не mymodule.person1["age"]

Далее: Даты в Python

Программирование на Python: Часть 5. Модули

Сергей Яковлев
Опубликовано 16.08.2010

Серия контента:

Этот контент является частью # из серии # статей:

https://www.ibm.com/developerworks/ru/library/?series_title_by=**auto**

Следите за выходом новых статей этой серии.

Этот контент является частью серии:

Следите за выходом новых статей этой серии.

По мере возрастания программы у вас наверняка появится необходимость разбить ее на несколько файлов, чтобы их было легче поддерживать. Может возникнуть необходимость в многократном использовании написанных функций в нескольких программах, не копируя их определения в каждую из программ.

Модули выполняют как минимум три важных функции:

  • Повторное использование кода: такой код может быть загружен много раз во многих местах.
  • Управление адресным пространством: модуль — это высокоуровневая организация программ, это пакет имен, который избавляет вас от конфликтов. Каждый объект «проживает» свой цикл внутри своего модуля, поэтому модуль — это средство для группировки системных компонентов.
  • Глобализация сервисов и данных: для реализации объекта, который используется во многих местах, достаточно написать один модуль, который будет импортирован.

Cегодня мы рассмотрим следующие темы.

  1. Что такое модуль.
  2. Как импортировать модуль.
  3. Что такое компиляция.
  4. Стандартные модули.
  5. Пакеты.

1. Что такое модуль

Python позволяет поместить классы, функции или данные в отдельный файл и использовать их в других программах. Такой файл называется модулем. Объекты из модуля могут быть импортированы в другие модули. Имя файла образуется путем добавления к имени модуля расширения .py. При импорте модуля интерпретатор ищет файл с именем my_module.py сначала в текущем каталоге, затем в каталогах, указанных в переменной окружения PYTHONPATH, затем в зависящих от платформы путях по умолчанию, а также в специальных файлах с расширением ‘.pth’, которые лежат в стандартных каталогах. Программист может внести изменения в PYTHONPATH и в ‘.pth’, добавив туда свой путь. Каталоги, в которых осуществляется поиск, можно посмотреть в переменной sys.path.

Большие программы, как правило, состоят из стартового файла — файла верхнего уровня, и набора файлов-модулей. Главный файл занимается контролем программы. В то же время модуль — это не только физический файл. Модуль представляет собой коллекцию компонентов. В этом смысле модуль — это пространство имен, — namespace, и все имена внутри модуля еще называются атрибутами — такими, например, как функции и переменные.

2. Импорт модуля

Если запустить в каталоге, в котором лежит данный модуль (например, my_module.py), интерпретатор:

>>> python

и потом сделать импорт модуля:

>>> import my_module

то мы получаем доступ ко всем функциям, которые в модуле определены:

>>> my_module.func1()
>>> my_module.func2()
...

Для более короткой записи можно создать локальную переменную:

>>> f1 = my_module.func1

Второй вариант импорта — взятие непосредственно имени без имени модуля:

>>> from my_module import func1, func2
>>> func1()

Третий вариант импорта — включение всех имен, определенных в модуле:

>>> from my_module import *
>>> func1()

Для предотвращения конфликта имен можно использовать создание алиаса:

>>> from my_module import open as my_open

Пример. Импорт на основе from обладает такой особенностью, что он делает импортируемые атрибуты read-only:

>>> from small import x, y
>>> x = 42

В данном случае x — это локальная переменная, в то время как переменные x, y в самом модуле small не меняются:

>>> import small
>>> small.x = 42

здесь x — глобальная переменная.

Во избежание недоразумений import предпочтительнее без from в тех случаях, когда один и тот же модуль используется в нескольких местах.

Поскольку модуль загружается один раз, для его повторной загрузки можно использовать функцию reload().

Каждый модуль имеет собственное пространство имен, являющееся глобальной областью видимости для всех определенных в нем функций. Для того чтобы переменные этого модуля не попали в конфликт с другими глобальными именами или другими модулями, нужно использовать префикс: _имя_модуля_._имя_переменной_ .

Модули могут импортировать другие модули. Обычно инструкцию import располагают в начале модуля или программы.

3. Компиляция файлов

Для ускорения запуска программ, использующих большое количество модулей, если уже существует файл с именем my_module.pyc в том же каталоге, где найден my_module.py, считается, что он содержит байт-компилированный модуль my_module. Если такого файла нет, то он создается, и время последнего изменения my_module.py записывается в созданном my_module.pyc. Содержимое байт-компилированных файлов является платформенно-независимым (но может быть разным для разных версий интерпретатора), так что каталог с модулями может совместно использоваться машинами с разными архитектурами.

Некоторые полезные опции компиляции:

  1. -O — эта опция заставляет интерпретатор компилировать так называемый оптимизированный байт-код и сохранять его в файле с расширением ‘.pyo’. При этом из кода удаляются ассерты, игнорируется условный дебаг, ‘.pyc’-файлы игнорируются.
  2. -OO — эта опция делает то же, что и предыдущая опция, плюс удаляет комменты.
  3. Файл, запускаемый непосредственно из командной строки, никогда не компилируется. Для оптимизации его запуска необходимо большую часть кода убрать в модули.
  4. Модуль может загружаться из файлов с расширением ‘.pyс’ или ‘.pyo’, даже если нет файла с расширением ‘.py’. Это может пригодиться в тех случаях, когда вы не хотите распространять исходный код.
  5. Кроме того, интерпретатор может загружать бинарники, собранные с помощью языка си — файлы с расширением ‘.so’ в линуксе либо ‘.dll’ в Windows.
  6. Модуль можно «зазипповать» в архив с расширением ‘.zip’ и импортировать из архива.
  7. Может быть загружен Java-класс, собранный с помощью Jython.

4. Стандартные модули

Python распространяется с библиотекой стандартных модулей. Библиотека включает в себя более 200 модулей, которые выполняют платформенно-зависимую поддержку таких задач, как: интерфейс к операционной системе, управление объектами, поиск, сеть + интернет, GUI и т.д. Полный список стандартных модулей можно посмотреть на http://docs.python.org/library/.

Часть модулей встроена в интерпретатор по умолчанию, обеспечивая доступ к операциям; они встроены либо из соображений эффективности, либо для обеспечения доступа к примитивам операционной системы — например, модуль sys.

Переменная sys.path содержит список строк с именами каталогов, в которых происходит поиск модулей. Она инициализируется из значения переменной окружения PYTHONPATH и встроенного значения по умолчанию. Можно добавить путь:

>>> import sys
>>> sys.path.append(/home/my/lib/python)

Для выяснения имен, определенных в модуле, можно использовать встроенную функцию dir(). Она возвращает отсортированный список строк:

>>> dir(sys)
['__displayhook__', '__doc__', '__egginsert', '__excepthook__', '__name__',
...
'stderr', 'stdin', 'stdout', 'subversion', 'version', 'version_info']

5. Пакеты

Пакеты — способ структурирования пространств имен модулей на основе файловой системы. Пакетная организация дает все удобства по управлению большим количеством файлов. Пакетный импорт делает код более читабельным и значительно упрощает поиск. Если весь код структурирован в одном рутовом каталоге, все, что нужно добавить в PYTHONPATH — это рутовый каталог.

Так же, как применение модулей делает безопасным использование глобального пространства имен авторами различных модулей, применение пакетов делает безопасным использование имен модулей авторами многомодульных пакетов.

Например, есть пакет, который лежит в корневой папке TCP. В нем лежат два подкаталога — Server и Client:

TCP/
   _init_.py
   main.py
   
   Server/
         _init_.py
         tcp.py
         server.py
         lib.py
   Client/
         _init_.py
         tcp.py
         client.py
         lib.py

Файл _init_.py необходим для того, чтобы интерпретатор распознал каталог, как содержащий пакет. Обычно это пустой файл. Тогда импорт индивидуальных модулей пакета может быть таким:

>>> import TCP.Server.lib
>>> import TCP.Client.lib

Ссылка на функцию должна быть полной:

>>> import TCP.Server.lib.connect()

Можно сделать альтернативную загрузку:

>>> from TCP.Server import lib as server_lib 
>>> from TCP.Client import lib as client_lib 
>>> server_lib.connect()
>>> client_lib.connect()

Здесь вместо lib может быть подставлен модуль, подпакет или имя, определенное в TCP.Server — т.е. это может быть функция, класс или переменная.

Что касается варианта с импортом:

>>> from TCP import *

то в корневом __init__.py может быть определен список __all__ , в котором перечисляются модули, которые импортируются в этом случае. Например:

    __all__ = ["Server", "Client"]

Импорт всех имен может привести к конфликтам. При этом глобальные переменные становятся доступными только на чтение — вместо них будут созданы локальные.

Заключение

Сегодня мы узнали основы модульной системы питона и импорта компонентов. Импорт модулей — это основа программной архитектуры в питоне. Большие программы состоят из большого количества файлов, и объединяет их линковка во время исполнения на основе импорта. Модули структурируют программу, разбивая логику на отдельные компоненты. Код внутри одного модуля изолирован от остальных модулей, что минимизирует коллизию имен внутри программы.

Пакетный импорт упрощает поиск путей, на уровне файловой системы организует управление модульными библиотеками с многоуровневой вложенностью. В продолжение цикла мы расскажем о классах в Python. Код примеров проверялся на версии питона 2.6.

<< Предыдущая статья. Следующая статья >>

Ресурсы для скачивания

Модули и пакеты в Python. Глубокое погружение

Модули и пакеты в Python – это прекрасные инструменты для управления сложностью в программном проекте. Мы постараемся раскрыть все важные, по нашему мнению, аспекты этой темы и приведем примеры, которые помогут вам лучше во всем разобраться.

Тема модулей и пакетов уже обсуждалась нами в 13-ом уроке проекта “Python.Уроки”. Основное внимание там было уделено различным способам импортирования модулей, и использованию хранимых в них функций, классов и переменных. Часть информации в этой статье может повторять уже изложенный материал, это сделано для удобства чтения, чтобы не приходилось переключаться между разными источниками.

Введение

В книге “Совершенный Код” Стив Макконнелл формулирует главный технический императив программирования – это управление сложностью. Основная суть, которого заключается в том, что на каждом этапе разработки ПО мы должны прикладывать максимум усилий для того чтобы сложность нашего проекта не “вышла из берегов”. Показателем этого является возможность одновременно удержать в голове основные компоненты проекта на всех уровнях абстракции. В моделировании систем (да и не только там) выделят такой инструмент как декомпозиция – разделение целого на части, этот принцип является одним из наиболее часто используемых способов работать со сложностью. Декомпозицию можно делать на логическом и на физическом уровне. Для реализации последней цели (декомпозиция на физическом уровне) в программном проекте на Python могут служить модули и пакеты.

Для простоты понимания, того, что будет изложено далее, под термином модуль в Python мы будем понимать файл с исходным кодом, имеющий расширение .py,  а пакет – это каталог, который может включать другие каталоги или модули.

Модуль может содержать функции (например, модуль с тригонометрическими функциями), классы, объекты классов и переменные – все это будет доступно для других модулей, если правильно импортировать данный. Также в модуле может содержаться программный код, который будет выполняться, если скрипт запустить на исполнение.

Следует заметить, что вы можете импортировать как весь модуль целиком, так и избранные его части.

Быстрый старт

Перейдем к практике. Если вы знакомы с модулями, то можете пропустить этот раздел. Сейчас мы выполним несколько примеров, которые позволят нам получить интуитивное понимание этой темы.

Модули

Создадим модуль с именем simplemath.py, который будет содержать функции для выполнения простых арифметических действий.

simplemath.py

def add(a, b):
   return a + b

def sub(a, b):
   return a - b

def mul(a, b):
   return a * b

def div(a, b):
   return a / b

Создадим ещё один модуль worker.py, который будет использовать функции из simplemath.py. Если мы хотим импортировать все функции, то оператор import для нас отлично подойдет. Это будет выглядеть так.

worker.py

import simplemath

print("\"import\" sample")
print(simplemath.add(1, 2))
print(simplemath.sub(1, 2))
print(simplemath.mul(1, 2))
print(simplemath.div(1, 2))

Получим следующий результат.

"import" sample
3
-1
2
0.5

Если же нам нужна только функция сложения, то в таком случае лучше воспользоваться оператором from.

worker_from.py

from simplemath import add

print("\"from\" sample")
print(add(1, 2))
print(sub(1, 2))

Результат выполнения в этом случае будет такой.

"from" sample
3
Traceback (most recent call last):
  File "C:/worker_from.py", line 5, in <module>
    print(sub(1, 2))
NameError: name 'sub' is not defined

Заметьте, что теперь для вызова функции add() нет необходимости указывать, что она находится в модуле simplemath. В первом случае мы ее вызывали так simplemath.add(1, 2), теперь достаточно сделать так: add(1, 2). Вызов функции sub(1, 2) завершился неудачей, т.к. мы его не импортировали.

Пакеты

Создадим папку mathpack и перенесем туда модуль simplemath.py. Теперь, для того, чтобы использовать simplemath в нашем проекте, необходимо изменить процедуру импорта. Если мы просто добавим в import simplemath название пакета в виде префикса, то тогда нужно будет и модифицировать все места вызова функций из simplemath.

worker_pack.py

import mathpack.simplemath

print("\"import\" sample")
print(mathpack.simplemath.add(1, 2))
print(mathpack.simplemath.sub(1, 2))
print(mathpack.simplemath.mul(1, 2))
print(mathpack.simplemath.div(1, 2))

Это может быть не очень удобным. Можно модифицировать импорт следующим образом:

from mathpack import simplemath

Тогда в остальном коде ничего не придется менять.

worker_pack_from.py

from mathpack import simplemath

print("\"import\" sample")
print(simplemath.add(1, 2))
print(simplemath.sub(1, 2))
print(simplemath.mul(1, 2))
print(simplemath.div(1, 2))

На этом закончим наш “Быстрый старт” и начнем более детально разбирать темы модулей и пакетов.

Работа импорта – взгляд изнутри

Работа процедуры импорта модуля включает три шага: поиск модуля, компиляция и запуск. Начнем с шага – поиск модуля. Поиска модуля, указанного в импорте, интерпретатор Python, выполняет последовательно в ряде директорий, список которых определен в рамках Module Search Path. Этот список выглядит так:

  • домашняя директория;
  • директории, указанные в переменной окружения PYTHONPATH;
  • директории Standard library;
  • пути прописанные в .pth файлах;
  • пакеты сторонних разработчиков.

Домашняя директория – это место, откуда выполняется скрипт. Например, если файлы simplemath.py и worker.py из раздела “Быстрый старт” лежат в директории J:\work, то при запуске скрипта worker.py:

>python j:\work\worker.py

В качестве домашней директории будет выступать  J:\work.

Переменная окружения PYTHONPATH задается также как любая другая переменная окружения в используемой вами операционной системе, в ней перечисляются пути, по которым может находиться модуль, указанный в импорте. Например, если модуль simplemath.py, перенести в каталог J:\work\sm, то попытка запустить worker.py завершится неудачей, т.к. не будет найден модуль simplemath.py. После добавления пути J:\work\sm в PYTHONPATH все будет ОК, только не забудьте перезапустить пользовательский сеанс.

При установке Python на вашем компьютере вместе с интерпретатором установится и  стандартная библиотека (Standard library), вот в ней и будет осуществляться поиск модуля, если он не будет найден в рабочей директории и по путям из переменной окружения PYTHONPATH.

Следующее место, где будет искать модуль интерпретатор Python, если не найдет его в стандартной библиотеке – эти пути, прописанные в файлах с расширением .pth. Это обычные текстовые файлы, в которых указываются пути, по которым необходимо производить поиск модулей (каждый путь должен начинаться с новой строки). Данные файлы следует располагать в каталоге Python или в <python-dir>/lib/site-python. В рамках нашего примера мы удалим в своей системе переменную окружения PYTHONPATH, созданную чуть раньше (если у вас она используется, то можно убрать из нее добавленный нами путь J:\work\sm). После этого создадим в директории C:\Python35-32 файл workerpath.pth со следующим содержимым.

workerpath.pth

j:\work\sm

Этого будет достаточно, чтобы скрипт worker.py запустился удачно.

Ну и последняя на очереди директория, в которой будет осуществляться поиск импортированного модуля – это lib/site-packages. В ней, как правило, располагаются пакеты, от сторонних разработчиков, устанавливаемые средствами Python.

После того, как модуль был найден, производится его компиляция в байт-код, если это необходимо. Это делается в том случае, если байт-код более старый по сравнению с файлом с исходным кодом (или запускается в другом интерпретаторе). В Python 3 после компиляции создается каталог с именем __pycache__, в нем располагаются файлы с расширением .pyc, в них содержится байт-код.

После этого следует процедура запуска модуля, которая заключается в последовательном выполнении строк кода в соответствующем модуле. Важно помнить, что модуль импортируется только один раз, при этом, если вы еще раз выполните процедуру импорта, то модуль загружен не будет. Перезагрузить модуль можно с помощью команды imp.reload.

Модули

Создание и импортирование модулей

Как мы уже говорили ранее модули – это файлы с расширением .py. Если мы импортируем модуль с помощью import, то получаем доступ к глобальным переменным модуля и его функциями.

Например, импортируем модуль с именем module.

import module

Пусть в module содержится глобальная переменная value и функция calc_value(), тогда доступ к ним мы можем получить так.

module.value
module.calc_value()

Такая работа напоминает взаимодействие с объектами классов, когда мы получаем доступа к атрибутам и методам объекта. Имена модулей должны выбираться также как имена переменных, иначе их нельзя будет импортировать. Так, если вы назовете модуль while.py, то импортировать его будет нельзя.

Далее, кратко пройдемся по тому, как можно импортировать модули. Для примера будем использовать вышесозданный simplemath.py.

Первый способ импорта модуля

import simplemath

Для доступа к элементам simplemath необходимо использовать имя модуля и далее, через точку, как при работе с атрибутами классов, указывать переменные или функции. Вызов add() будет выглядеть так.

simplemath.add(1, 2)

Второй способ импорта модуля

from simplemath import add

В этом случае функцию add() можно вызывать напрямую, без указания имени модуля. При этом остальные функции из simplemath, такие как sub(), mul() и div() будут недоступны.

Третий способ

from simplemath import *

Такой подход позволяет импортировать все доступные элементы модуля (переменные, функции, классы), для работы с ними не требуется использовать имя модуля.

Что ещё нужно знать про импорт модулей?

Следует помнить о том, что import и from – это исполняемые выражения, и выполняются они в процессе исполнения скрипта, а не на этапе компиляции. Это позволяет гибко подходить к процессу импортирования: использовать условные выражения и т.п.

В нашем распоряжении есть модуль simplemath.py. Создадим ещё один модуль с иметем advmath.py.

advmath.py

def sqrt(value):
    return value**0.5

def pow(value, magn):
    return value**magn

Представленный ниже скрипт запрашивает у пользователя, какую математическую библиотеку следует загрузить. При этом элементы из другой библиотеки будут недоступны.

selectimport.py

val = int(input("simple math lib [1], adv math lib [2]: "))
if val==1:
    import simplemath
    print(simplemath.add(1, 2))
elif val==2:
    import advmath
    print(advmath.sqrt(4))
else:
    print("Type only 1 or 2")

Теперь обсудим вопрос модификации данных в импортируемых модулях. Если вы импортируете модуль через оператор import, то в пространстве имен вашей программы появляется объект-модуль с соответствующим именем, аргументы которого – это переменные в модуле.

Создадим модуль vars.py.

vars.py

value = 1
array = [1, 2, 3]

def set_value(new_value):
    value = new_value

def get_value():
    return value

В этом модуле содержатся две переменные (value и array) и две функции (get_value() и set_value()), позволяющие модифицировать и получать значение переменной value.

Если мы импортируем данный модуль с помощью import, то получим следующие возможности.

Доступ к переменным осуществляется через соответствующие атрибуты объекта-модуля.

>>> import vars
>>> vars.value
1
>>> vars.array
[1, 2, 3]

Вывоз функций организован как вызов методов объекта-модуля.

>>> vars.get_value()
1
>>> vars.set_value(5)
>>> vars.get_value()
5

При этом мы можем менять значение переменных из модуля vars напрямую, используя атрибуты.

>>> vars.value = 7
>>> vars.value
7
>>> vars.array[2] = 17
>>> vars.array
[1, 2, 17]

Если же мы импортируем модуль vars через from, то работа с его элементами будет отличаться от рассмотренного выше сценария. Переменные value и array будут скопированы в текущую область видимости. Это приведет к ряду последствий.

Для доступа к переменных из модуля vars теперь не нужно указывать имя модуля.

>>> from vars import *
>>> value
1
>>> array
[1, 2, 3]

Но при этом переменная value – это уже новая переменная в текущей области видимости, т.е. она находится вне контекста модуля vars.

Если мы дополнительно импортируем модуль через import, то можно показать, что модификация value в текущем контексте не затронет переменную value в модуле vars. Импортируем модуль vars через импорт и выведем значение value в нем.

>>> import vars
>>> vars.value
1

Модифицируем value в текущем контексте.

>>> value = 9
>>> value
9
>>> vars.value
1

Это изменение не коснулось value из модуля vars. Теперь изменим vars.value.

>>> vars.value = 11
>>> vars.value
11
>>> value
9

Т.е. value и vars.value – это две разные переменные, значения которых никак не связаны друг с другом. Другое дело мутабельные переменные, в нашем примере – это array.

>>> array
[1, 2, 3]
>>> vars.array
[1, 2, 3]

Пока значения совпадают, так и должно быть. Модифицируем array.

>>> array[1] = 23
>>> array
[1, 23, 3]
>>> vars.array
[1, 23, 3]

Как видно, изменение значения переменной array и текущем контексте приводит к изменению этой переменной в контексте модуля vars. Это связано с тем, что элементы этих списков ссылаются на одни и те же объекты. Более подробно о том как устроены типы в Python см. тут (https://devpractice.ru/python-lesson-3-data-model/).

Этот эффект наблюдается и в обратную сторону.

>>> vars.array[0] = 15
>>> vars.array
[15, 23, 3]
>>> array
[15, 23, 3]

Если вы импортируете в своей программе сразу несколько модулей и есть вероятность совпадения имен функций, классов или переменных в них, то лучше используйте import.

Перезагрузка модуля

Напомним, что после загрузки, модуль уже не будет перезагружаться при повторном вызове import, даже если внести в него какие-нибудь изменения. Обратимся к примерам из предыдущего раздела.

Импортируем модуль vars.

>>> import vars
>>> vars.value
1

Поменяем в файле vars.py строку value = 1 на value = 7.

>>> # внесли изменения в vars.py
>>> import vars
>>> vars.value
1

Ничего не поменялось.

Для перезагрузки модуля необходимо воспользоваться функцией reload() из модуля imp.

>>> # внесли изменения в vars.py
>>> import vars
>>> vars.value
1

>>> from imp import reload
>>> reload(vars)
<module 'vars' from 'j:\\work\\vars.py'>
>>> vars.value
7

И напоследок, все что импортируется из модуля можно получить через функцию dir().

>>> import vars
>>> dir(vars)
['__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'array', 'get_value', 'set_value', 'value']

Пакеты

В первом приближении пакеты в Python можно воспринимать как каталоги, в которых лежат модули (на самом деле все сложнее).  Для того, чтобы импортировать модуль из пакета, необходимо в import передать весь путь до модуля с перечислением пакетов, разделяя их точками.

Если перенести модуль vars.py (см. предыдущий раздел) в каталог simple, то импорт будет выглядеть так.

>>> import simple.vars
>>> simple.vars.value
7

При этом для доступа к элементу value необходимо указывать всю иерархию вложения.

Для того, чтобы каталог стал пакетов в его формальном представлении в рамках языка Python, необходимо в него поместить файл __init__.py. Основное назначение этого файла – это предварительная инициализация пакета, если она необходима. В самом простом случае – он может быть пустым.

Если в файле __init__.py есть какой-то код, то он будет выполнен сразу после выполнения процедуры импорта.

Тема пакетов будет развита более детально несколько позднее!!!

На этом пока все! Со временем, если будет появляться интересная информация, и какие-то полезные практики использования модулей и пакетов, эта статья будет расширяться

Что такое модуль в Python? А что значит пакет?

В программировании модуль — это часть программного обеспечения, имеющая определенный функционал. Например, при создании игры в пинг-понг один модуль будет отвечать за игровую логику, а другой модуль будет отвечать за рисование игры на экране. Каждый модуль представляет собой файл, который можно редактировать отдельно.

Написание модулей

Mодули в Python — это просто файлы Python с расширением .py. Имя модуля будет именем файла. Модуль Python может иметь набор функций, классов или переменных, определенных и реализованных. В приведенном выше примере у нас будет два файла:

mygame/
mygame/game.py
mygame/draw.py

Скрипт Python game.py будет реализовывать игру. Он будет использовать функцию draw_game из файла draw.py, или, другими словами, модуль draw, который реализует логику для рисования игры на экране.

Модули импортируются из других модулей с помощью команды import. В этом примере скрипт game.py может выглядеть примерно так:

# game.py
# import the draw module
import draw

def play_game():
    ...

def main():
    result = play_game()
    draw.draw_game(result)

# this means that if this script is executed, then 
# main() will be executed
if __name__ == '__main__':
    main()

Модуль draw может выглядеть примерно так:

# draw.py

def draw_game():
    ...

def clear_screen(screen):
    ...

В этом примере модуль game импортирует модуль draw , что позволяет ему использовать функции, реализованные в этом модуле. Функция main будет использовать локальную функцию play_game для запуска игры, а затем выводить результат игры, используя функцию, реализованную в модуле draw, называемую draw_game. Чтобы использовать функцию draw_game из модуля draw, нам нужно указать, в каком модуле реализована функция, используя оператор точки. Чтобы сослаться на функцию draw_game из game модуля, нам нужно будет импортировать модуль draw и только затем вызывать draw.draw_game().

Когда директива import draw будет запущена, интерпретатор Python будет искать файл в каталоге, из которого был выполнен скрипт, по имени модуля с префиксом .py, поэтому в нашем случае он попытается найти draw.py. Если он найдет его, то импортирует. Если нет, он продолжит искать встроенные модули.

ВВозможно, вы заметили, что при импорте модуля появляется файл .pyc, который представляет собой скомпилированный файл Python. Python компилирует файлы в байт-код Python, так что ему не придется анализировать файлы при каждой загрузке модулей. Если файл .pyc существует, он загружается вместо файла .py, но этот процесс прозрачен для пользователя.

Импорт объектов модуля в текущее пространство имен

Мы также можем импортировать функцию draw_game непосредственно в пространство имен основного скрипта, используя команду from.

# game.py
# import the draw module
from draw import draw_game

def main():
    result = play_game()
    draw_game(result)

Возможно, вы заметили, что в этом примере draw_game не предшествует имени модуля, из которого он импортирован, потому что мы указали имя модуля в команде import.

Преимущества использования этой записи в том, что функции внутри текущего модуля проще использовать, поскольку вам не нужно указывать, из какого модуля поступает функция. Однако ни в одном пространстве имен не может быть двух объектов с одинаковым именем, поэтому команда import может заменить существующий объект в пространстве имен.

Импорт всех объектов из модуля

Мы также можем использовать команду import * для импорта всех объектов из определенного модуля, например:

# game.py
# import the draw module
from draw import *

def main():
    result = play_game()
    draw_game(result)

Это может быть немного рискованно, так как изменения в модуле могут повлиять на модуль, который его импортирует, но это более короткий вариант и также не требует указания объектов, которые вы хотите импортировать из модуля.

Пользовательское имя импорта

Мы также можем загружать модули под любым именем. Это полезно, когда мы хотим импортировать модуль условно, чтобы использовать то же имя в остальной части кода.

Например, если у вас есть два draw модуля с немного разными именами, вы можете сделать следующее:

# game.py
# import the draw module
if visual_mode:
    # in visual mode, we draw using graphics
    import draw_visual as draw
else:
    # in textual mode, we print out text
    import draw_textual as draw

def main():
    result = play_game()
    # this can either be visual or textual depending on visual_mode
    draw.draw_game(result)

Инициализация модуля

При первой загрузке модуля в работающий скрипт Python он инициализируется однократным выполнением кода в модуле Если другой модуль в вашем коде снова импортирует тот же модуль, он будет загружен не дважды, а только один раз — поэтому локальные переменные внутри модуля действуют как «одиночные» — они инициализируются только один раз.

Полезно знать — это означает, что вы можете положиться на такое поведение для инициализации объектов. Например:

# draw.py

def draw_game():
    # when clearing the screen we can use the main screen object initialized in this module
    clear_screen(main_screen)
    ...

def clear_screen(screen):
    ...

class Screen():
    ...

# initialize main_s

6. Модули — документация Python 3.8.6

Если вы выйдете из интерпретатора Python и войдете в него снова, определения вы сделали (функции и переменные) потеряны. Поэтому, если вы хотите написать несколько более длинная программа, вам лучше использовать текстовый редактор для подготовки input для интерпретатора и запускать его с этим файлом в качестве ввода. Эта называется созданием сценария . По мере увеличения вашей программы вы можете захотеть разделите его на несколько файлов для облегчения обслуживания.Вы также можете использовать удобная функция, которую вы написали в нескольких программах, не копируя ее определение в каждую программу.

Для поддержки этого в Python есть способ помещать определения в файл и использовать их в скрипт или в интерактивном экземпляре интерпретатора. Такой файл называется модуль ; определения из модуля могут быть импортированы в другие модули или в основной модуль (набор переменных, к которым у вас есть доступ в скрипт выполняется на верхнем уровне и в режиме калькулятора).

Модуль — это файл, содержащий определения и инструкции Python. Имя файла — это имя модуля с добавленным суффиксом .py . Внутри модуля имя модуля (в виде строки) доступно как значение глобальной переменной __name__ . Например, используйте свой любимый текстовый редактор для создания файла называется fibo.py в текущем каталоге со следующим содержимым:

Теперь войдите в интерпретатор Python и импортируйте этот модуль со следующим command:

Это не вводит имена функций, определенных в fibo непосредственно в текущая таблица символов; он вводит там только имя модуля fibo .С помощью имя модуля вы можете получить доступ к функциям:

6.1. Подробнее о модулях

Модуль может содержать исполняемые операторы, а также определения функций. Эти операторы предназначены для инициализации модуля. Они исполняются только — первый раз, когда имя модуля встречается в операторе импорта. (Они также запускаются, если файл выполняется как сценарий.)

Каждый модуль имеет свою собственную таблицу частных символов, которая используется как глобальный символ. table всеми функциями, определенными в модуле.Таким образом, автор модуля может использовать глобальные переменные в модуле, не беспокоясь о случайных конфликтах с глобальными переменными пользователя. С другой стороны, если вы знаете, что вы вы можете прикоснуться к глобальным переменным модуля с той же записью, что и обратитесь к его функциям, modname.itemname .

Модули могут импортировать другие модули. Обычно, но не обязательно размещать все импортировать операторов в начале модуля (или сценария, для этого дело).Имена импортированных модулей помещаются в глобальную таблица символов.

Существует вариант оператора import , который импортирует имена из модуль прямо в таблицу символов импортирующего модуля. Например:

 >>> из fibo import fib, fib2
>>> фиб (500)
0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377
 

Это не вводит имя модуля, из которого берется импорт в таблица локальных символов (поэтому в примере fibo не определена).

Существует даже вариант импорта всех имен, определяемых модулем:

 >>> из импорта fibo *
>>> фиб (500)
0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377
 

Импортируются все имена, кроме тех, которые начинаются с подчеркивания ( _ ). В большинстве случаев программисты Python не используют эту возможность, поскольку она вводит неизвестный набор имен в интерпретаторе, возможно, скрывающий некоторые вещи вы уже определились.

Обратите внимание, что в целом практика импорта * из модуля или пакета не одобряют, поскольку это часто приводит к плохо читаемому коду.Однако это нормально используйте его, чтобы сохранить набор текста в интерактивных сеансах.

Если после имени модуля идет как , то имя следующий за , поскольку привязан непосредственно к импортированному модулю.

 >>> импортировать fibo как fib
>>> fib.fib (500)
0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377
 

Это эффективно импортирует модуль так же, как import fibo подойдет, с той лишь разницей, что он доступен как fib .

Его также можно использовать при использовании из с аналогичными эффектами:

 >>> из fibo import fib as fibonacci
>>> фибоначчи (500)
0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377
 

Примечание

Из соображений эффективности каждый модуль импортируется только один раз на интерпретатор. сеанс. Следовательно, если вы меняете свои модули, вы должны перезапустить интерпретатор — или, если это только один модуль, который вы хотите протестировать в интерактивном режиме, используйте importlib.reload () , e.г. import importlib; importlib.reload (имя модуля) .

6.1.1. Выполнение модулей как скриптов

Когда вы запускаете модуль Python с

 python fibo.py <аргументы>
 

код в модуле будет выполнен, как если бы вы его импортировали, но с __name__ установлен на "__main__" . Это означает, что, добавив этот код в конец вашего модуля:

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

, вы можете сделать файл пригодным для использования как скрипт, а также как импортируемый модуль, потому что код, который анализирует командную строку, запускается только в том случае, если модуль выполняется как «главный» файл:

 $ python fibo.py 50
0 1 1 2 3 5 8 13 21 34
 

Если модуль импортирован, код не запускается:

Это часто используется либо для обеспечения удобного пользовательского интерфейса для модуля, либо для в целях тестирования (запуск модуля в качестве сценария выполняет набор тестов).

6.1.2. Путь поиска модуля

Когда импортируется модуль с именем spam , интерпретатор сначала ищет встроенный модуль с таким именем. Если не найден, то ищет файл с именем spam.py в списке каталогов, заданном переменной sys.path . sys.path инициализируется из этих мест:

  • Каталог, содержащий сценарий ввода (или текущий каталог, если нет указан файл).

  • PYTHONPATH (список имен каталогов с тем же синтаксисом, что и переменная оболочки PATH ).

  • Зависит от установки по умолчанию.

Примечание

В файловых системах, поддерживающих символические ссылки, каталог, содержащий ввод скрипт вычисляется после перехода по символической ссылке. Другими словами каталог, содержащий символическую ссылку, — это , а не , добавленный в путь поиска модуля.

После инициализации программы Python могут изменять

.

6. Модули — документация Python 2.7.18

Если вы выйдете из интерпретатора Python и войдете в него снова, определения вы сделали (функции и переменные) потеряны. Поэтому, если вы хотите написать несколько более длинная программа, вам лучше использовать текстовый редактор для подготовки input для интерпретатора и запускать его с этим файлом в качестве ввода. Эта называется созданием сценария . По мере увеличения вашей программы вы можете захотеть разделите его на несколько файлов для облегчения обслуживания.Вы также можете использовать удобная функция, которую вы написали в нескольких программах, не копируя ее определение в каждую программу.

Для поддержки этого в Python есть способ помещать определения в файл и использовать их в скрипт или в интерактивном экземпляре интерпретатора. Такой файл называется модуль ; определения из модуля могут быть импортированы в другие модули или в основной модуль (набор переменных, к которым у вас есть доступ в скрипт выполняется на верхнем уровне и в режиме калькулятора).

Модуль — это файл, содержащий определения и инструкции Python. Имя файла — это имя модуля с добавленным суффиксом .py . Внутри модуля имя модуля (в виде строки) доступно как значение глобальной переменной __name__ . Например, используйте свой любимый текстовый редактор для создания файла называется fibo.py в текущем каталоге со следующим содержимым:

Теперь войдите в интерпретатор Python и импортируйте этот модуль со следующим command:

Это не вводит имена функций, определенных в fibo непосредственно в текущая таблица символов; он вводит там только имя модуля fibo .С помощью имя модуля вы можете получить доступ к функциям:

6.1. Подробнее о модулях

Модуль может содержать исполняемые операторы, а также определения функций. Эти операторы предназначены для инициализации модуля. Они исполняются только — первый раз, когда имя модуля встречается в операторе импорта. (Они также запускаются, если файл выполняется как сценарий.)

Каждый модуль имеет свою собственную таблицу частных символов, которая используется как глобальный символ. table всеми функциями, определенными в модуле.Таким образом, автор модуля может использовать глобальные переменные в модуле, не беспокоясь о случайных конфликтах с глобальными переменными пользователя. С другой стороны, если вы знаете, что вы вы можете прикоснуться к глобальным переменным модуля с той же записью, что и обратитесь к его функциям, modname.itemname .

Модули могут импортировать другие модули. Обычно, но не обязательно размещать все импортировать операторов в начале модуля (или сценария, для этого дело).Имена импортированных модулей помещаются в глобальную таблица символов.

Существует вариант оператора import , который импортирует имена из модуль прямо в таблицу символов импортирующего модуля. Например:

 >>> из fibo import fib, fib2
>>> фиб (500)
1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377
 

Это не вводит имя модуля, из которого берется импорт в таблица локальных символов (поэтому в примере fibo не определена).

Существует даже вариант импорта всех имен, определяемых модулем:

 >>> из импорта fibo *
>>> фиб (500)
1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377
 

Импортируются все имена, кроме тех, которые начинаются с подчеркивания ( _ ).

Обратите внимание, что в целом практика импорта * из модуля или пакета не одобряют, поскольку это часто приводит к плохо читаемому коду. Однако это нормально используйте его, чтобы сохранить набор текста в интерактивных сеансах.

Если после имени модуля идет как , то имя следующий за , поскольку привязан непосредственно к импортированному модулю.

 >>> импортировать fibo как fib
>>> fib.fib (500)
0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377
 

Это эффективно импортирует модуль так же, как import fibo подойдет, с той лишь разницей, что он доступен как fib .

Его также можно использовать при использовании из с аналогичными эффектами:

 >>> из fibo import fib as fibonacci
>>> фибоначчи (500)
0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377
 

Примечание

Из соображений эффективности каждый модуль импортируется только один раз на интерпретатор. сеанс.Следовательно, если вы меняете свои модули, вы должны перезапустить интерпретатор — или, если это только один модуль, который вы хотите протестировать в интерактивном режиме, используйте reload () , например перезагрузить (имя модуля) .

6.1.1. Выполнение модулей как скриптов

Когда вы запускаете модуль Python с

 python fibo.py <аргументы>
 

код в модуле будет выполнен, как если бы вы его импортировали, но с __name__ установлен на "__main__" .Это означает, что, добавив этот код в конец вашего модуля:

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

, вы можете сделать файл пригодным для использования как скрипт, а также как импортируемый модуль, потому что код, который анализирует командную строку, запускается только в том случае, если модуль выполняется как «главный» файл:

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

Если модуль импортирован, код не запускается:

Это часто используется либо для обеспечения удобного пользовательского интерфейса для модуля, либо для в целях тестирования (запуск модуля в качестве сценария выполняет набор тестов).

6.1.2. Путь поиска модуля

Когда импортируется модуль с именем spam , интерпретатор сначала ищет встроенный модуль с таким именем. Если не найден, то ищет файл с именем spam.py в списке каталогов, заданном переменной sys.path . sys.path инициализируется из этих мест:

  • каталог, содержащий сценарий ввода (или текущий каталог).

  • PYTHONPATH (список имен каталогов с тем же синтаксисом, что и переменная оболочки PATH ).

  • — значение по умолчанию, зависящее от установки.

После инициализации программы Python могут изменять sys.path . В каталог, содержащий запускаемый скрипт, помещается в начало путь поиска перед стандартным путем к библиотеке. Это означает, что скрипты в этом каталог будет загружен вместо одноименных модулей в библиотеке каталог. Это ошибка, если замена не предусмотрена. См. Раздел Стандартные модули для получения дополнительной информации.

6.1.3. «Скомпилированные» файлы Python

Как важное ускорение запуска коротких программ, которые стандартных модулей, если

.

6. Модули — документация Python v3.1.5

Если вы выйдете из интерпретатора Python и войдете в него снова, определения вы сделали (функции и переменные) потеряны. Поэтому, если вы хотите написать несколько более длинная программа, вам лучше использовать текстовый редактор для подготовки input для интерпретатора и запускать его с этим файлом в качестве ввода. Эта называется созданием сценария . По мере увеличения вашей программы вы можете захотеть разделите его на несколько файлов для облегчения обслуживания.Вы также можете использовать удобная функция, которую вы написали в нескольких программах, не копируя ее определение в каждую программу.

Для поддержки этого в Python есть способ помещать определения в файл и использовать их в скрипт или в интерактивном экземпляре интерпретатора. Такой файл называется модуль ; определения из модуля могут быть импортированы в другие модули или в основной модуль (набор переменных, к которым у вас есть доступ в скрипт выполняется на верхнем уровне и в режиме калькулятора).

Модуль — это файл, содержащий определения и инструкции Python. Имя файла — это имя модуля с добавленным суффиксом .py. Внутри модуля имя модуля (в виде строки) доступно как значение глобальной переменной __имя__. Например, используйте свой любимый текстовый редактор для создания файла называется fibo.py в текущем каталоге со следующим содержимым:

Теперь войдите в интерпретатор Python и импортируйте этот модуль со следующим command:

Это не вводит имена функций, определенных в fibo, непосредственно в текущая таблица символов; он вводит там только имя модуля fibo.С помощью имя модуля вы можете получить доступ к функциям:

6.1. Подробнее о модулях

Модуль может содержать исполняемые операторы, а также определения функций. Эти операторы предназначены для инициализации модуля. Они исполняются только первый раз, когда модуль куда-то импортируется.

Каждый модуль имеет свою собственную таблицу частных символов, которая используется как глобальный символ. table всеми функциями, определенными в модуле. Таким образом, автор модуля может использовать глобальные переменные в модуле, не беспокоясь о случайных конфликтах с глобальными переменными пользователя.С другой стороны, если вы знаете, что вы вы можете прикоснуться к глобальным переменным модуля с той же записью, что и обратитесь к его функциям, modname.itemname.

Модули могут импортировать другие модули. Обычно, но не обязательно размещать все операторы импорта в начале модуля (или сценария, для этого дело). Имена импортированных модулей помещаются в глобальную таблица символов.

Существует вариант оператора импорта, который импортирует имена из модуль прямо в таблицу символов импортирующего модуля.Например:

 >>> из fibo import fib, fib2
>>> фиб (500)
1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377
 

Это не вводит имя модуля, из которого берется импорт в локальная таблица символов (поэтому в примере fibo не определен).

Существует даже вариант импорта всех имен, определяемых модулем:

 >>> из импорта fibo *
>>> фиб (500)
1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377
 

Импортирует все имена, кроме имен, начинающихся с подчеркивания (_).В большинстве случаев программисты Python не используют эту возможность, поскольку она вводит неизвестный набор имен в интерпретаторе, возможно, скрывающий некоторые вещи вы уже определились.

Обратите внимание, что обычно импорт * из модуля или пакета не одобряют, поскольку это часто приводит к плохо читаемому коду. Однако это нормально используйте его, чтобы сохранить набор текста в интерактивных сеансах.

Примечание

Из соображений эффективности каждый модуль импортируется только один раз на интерпретатор. сеанс.Следовательно, если вы меняете свои модули, вы должны перезапустить интерпретатор — или, если это только один модуль, который вы хотите протестировать в интерактивном режиме, используйте imp.reload (), например импортный имп; imp.reload (имя модуля).

6.1.1. Выполнение модулей как скриптов

Когда вы запускаете модуль Python с

 python fibo.py <аргументы>
 

код в модуле будет выполнен, как если бы вы его импортировали, но с __name__ установлено в «__main__». Это означает, что, добавив этот код в конец вашего модуля:

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

, вы можете сделать файл пригодным для использования как скрипт, а также как импортируемый модуль, потому что код, который анализирует командную строку, запускается только в том случае, если модуль выполняется как «главный» файл:

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

Если модуль импортирован, код не запускается:

Это часто используется либо для обеспечения удобного пользовательского интерфейса для модуля, либо для в целях тестирования (запуск модуля в качестве сценария выполняет набор тестов).

6.1.2. Путь поиска модуля

При импорте модуля с именем спам интерпретатор ищет файл с именем spam.py в текущем каталоге, а затем в списке каталоги, указанные в переменной среды PYTHONPATH . Эта имеет тот же синтаксис, что и переменная оболочки PATH , то есть список имена каталогов. Если PYTHONPATH не установлен или файл не найден там, поиск продолжается по пути по умолчанию, зависящему от установки; на Unix, это обычно.: / usr / local / lib / python.

На самом деле модули ищутся в списке каталогов, заданном переменной sys.path, который инициализируется из каталога, содержащего входной скрипт (или текущий каталог), PYTHONPATH и зависящий от установки дефолт. Это позволяет программам Python, которые знают, что они делают, изменять или заменить путь поиска модуля. Обратите внимание: поскольку каталог, содержащий запускаемый скрипт находится на пути поиска, важно, чтобы в скрипте не было то же имя, что и у стандартного модуля, или Python попытается загрузить скрипт как модуль при импорте этого модуля.Обычно это будет ошибкой. Видеть раздел Стандартные модули для получения дополнительной информации.

6.1.3. «Скомпилированные» файлы Python

Как важное ускорение запуска коротких программ, которые стандартных модулей, если в каталоге существует файл с именем spam.pyc где обнаружен spam.py, предполагается, что он содержит уже — «байт-скомпилированная» версия модуля spam. Время модификации версии spam.py, используемой для создания spam.pyc, записывается в спам.pyc, а файл .pyc игнорируется, если они не совпадают.

Обычно для создания файла spam.pyc ничего делать не нужно. Каждый раз, когда spam.py успешно компилируется, делается попытка написать скомпилированная версия в spam.pyc. Это не ошибка, если эта попытка терпит неудачу; если по какой-либо причине файл записан не полностью, полученный Файл spam.pyc будет признан недействительным и проигнорируется позже. В содержимое файла spam.pyc не зависит от платформы, поэтому Python каталог модуля может совместно использоваться машинами разной архитектуры.

Несколько советов для экспертов:

  • Когда интерпретатор Python вызывается с флагом -O , оптимизировано код создается и сохраняется в файлах .pyo. Оптимизатор в настоящее время мало помогает; он удаляет только утверждения утверждения. когда -O используется, все байт-код оптимизирован; .pyc файлы игнорируемые и файлы .py компилируются в оптимизированный байт-код.

  • Передача двух флагов -O интерпретатору Python ( -OO ) приведет к заставляют компилятор байт-кода выполнять оптимизацию, которая в некоторых редких случаях случаи приводят к неправильной работе программ.В настоящее время только строки __doc__ удален из байт-кода, в результате чего файлы .pyo стали более компактными. поскольку некоторые программы могут полагаться на их наличие, вам следует использовать только это вариант, если вы знаете, что делаете

.Модули и пакеты Python

— Введение — Настоящий Python

В этой статье исследуются модули Python и пакеты Python , два механизма, которые упрощают модульное программирование .

Модульное программирование относится к процессу разбиения большой, громоздкой задачи программирования на отдельные, меньшие, более управляемые подзадачи или модули . Затем отдельные модули можно собирать вместе как строительные блоки для создания более крупного приложения.

Модульность кода в большом приложении дает несколько преимуществ:

  • Простота: Вместо того, чтобы сосредотачиваться на всей проблеме, модуль обычно фокусируется на одной относительно небольшой части проблемы. Если вы работаете над одним модулем, у вас будет более мелкая проблемная область, над которой можно подумать. Это упрощает разработку и снижает вероятность ошибок.

  • Ремонтопригодность: Модули обычно проектируются таким образом, что они устанавливают логические границы между различными проблемными областями.Если модули написаны таким образом, чтобы свести к минимуму взаимозависимость, уменьшается вероятность того, что модификации одного модуля повлияют на другие части программы. (Вы даже можете вносить изменения в модуль, не зная о приложении вне этого модуля.) Это делает более жизнеспособным для команды многих программистов совместную работу над большим приложением.

  • Возможность повторного использования: Функциональность, определенная в одном модуле, может быть легко повторно использована (через должным образом определенный интерфейс) другими частями приложения.Это избавляет от необходимости дублировать код.

  • Область действия: Модули обычно определяют отдельное пространство имен , что помогает избежать конфликтов между идентификаторами в разных областях программы. (Один из постулатов дзен Python — Пространства имен — отличная идея — давайте сделаем их больше! )

Функции , модули и пакеты — все конструкции в Python, которые способствуют модульности кода.

Модули

Python: обзор

На самом деле существует три разных способа определить модуль в Python:

  1. Модуль можно написать на самом Python.
  2. Модуль может быть написан на C и загружен динамически во время выполнения, как модуль re ( регулярное выражение ).
  3. Встроенный модуль внутренне содержится в интерпретаторе, как и модуль itertools .

Доступ к содержимому модуля осуществляется одинаково во всех трех случаях: с помощью оператора import .

Здесь основное внимание будет уделено модулям, написанным на Python. Самое замечательное в модулях, написанных на Python, состоит в том, что их чрезвычайно просто построить. Все, что вам нужно сделать, это создать файл, содержащий законный код Python, а затем дать файлу имя с расширением .py . Это оно! Никакого специального синтаксиса или колдовства не требуется.

Например, предположим, что вы создали файл с именем mod.py , содержащий следующее:

мод.py

  s = "Если товарищ Наполеон так говорит, значит, это правильно".
а = [100, 200, 300]

def foo (аргумент):
    печать (f'arg = {arg} ')

класс Foo:
    проходить
  

Несколько объектов определены в mod.py :

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Theme: Overlay by Kaira Extra Text
Cape Town, South Africa