模塊化編程

簡介

Python 有時候稱為膠水語言，就是因為它有強(qiáng)大的可擴(kuò)展性，這個擴(kuò)展性就是用模塊實現(xiàn)的。

模塊其實就是一個以 .py 結(jié)尾的 Python 文件，這個文件中可以包含變量、函數(shù)、類等。

這個模塊可以包含實現(xiàn)了一個或者多個功能的代碼。

模塊可以在其他 Python 文件中使用，可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳播。

這樣的話，如果想在你的程序中實現(xiàn)某些功能，其實網(wǎng)絡(luò)的其他程序猿已經(jīng)給你寫好了，下載下來，安裝到自己的環(huán)境下，就可以使用了。

模塊化編程

模塊化編程是指將大型，笨拙的編程任務(wù)分解為單獨(dú)的，更小的，更易于管理的子任務(wù)或模塊的過程。然后可以像構(gòu)建塊一樣拼湊單個模塊以創(chuàng)建更大的應(yīng)用程序。

在大型應(yīng)用程序中模塊化代碼有幾個優(yōu)點(diǎn)：

• 簡單性：模塊通常只關(guān)注問題的一小部分，而不是關(guān)注當(dāng)前的整個問題。如果您正在處理單個模塊，那么您的頭腦中要思考的將有一個較小的問題范圍。這使得開發(fā)更容易，更不容易出錯。

• 可維護(hù)性：模塊通常設(shè)計為能夠在不同的問題域之間實施邏輯邊界。如果以最小化相互依賴性的方式編寫模塊，則對單個模塊的修改將對程序的其他部分產(chǎn)生影響的可能性降低。（您甚至可以在不了解該模塊之外的應(yīng)用程序的情況下對模塊進(jìn)行更改。）這使得許多程序員團(tuán)隊在大型應(yīng)用程序上協(xié)同工作更加可行。

• 可重用性：單個模塊中定義的功能可以通過應(yīng)用程序的其他部分輕松地重用。這消除了重新創(chuàng)建重復(fù)代碼的需要。

• 范圍：模塊通常定義一個單獨(dú)的命名空間，這有助于避免程序的不同區(qū)域中的變量名之間的沖突。

一、模塊分類

實現(xiàn)方式分類

實際上有兩種不同的方法可以在Python中定義模塊：

1. 模塊可以用Python本身編寫。
2. 模塊可以用C編寫并在運(yùn)行時動態(tài)加載，就像re（正則表達(dá)式）模塊一樣。
3. 一個內(nèi)置的模塊,本質(zhì)上已經(jīng)包含在了 Python 解釋器中，像itertools模塊
   。

以上情況下，模塊的內(nèi)容都以相同的方式訪問：使用import語句

在這里，重點(diǎn)將主要放在用Python編寫的模塊上。用Python編寫的模塊的妙處在于它們的構(gòu)建極其簡單。您需要做的就是創(chuàng)建一個包含合法Python代碼的文件，然后為該文件命名并帶有 .py 擴(kuò)展名即可。

歸屬分類

模塊還可以分為

• 內(nèi)置模塊 ，就是 python 解釋器中自帶的. 如： os re itertools

• 第三方模塊， 這些模塊需要自己安裝，就像是在 Linux 系統(tǒng)中安裝軟件一樣。

• 自定義模塊， 這個就是自己編寫的模塊。

二、模塊的安裝

安裝方法

1. pip3 工具安裝

例如下面的示例是安裝用于執(zhí)行遠(yuǎn)程主機(jī)命令的模塊 paramiko

注意： pip3 是 bash 環(huán)境下的命令

$ pip3 install paramiko

python2.x 使用 pip
python3.x 使用 pip3
當(dāng)然這也不是固定的，比如你給 pip3 定義了一個別名 pip

2. 源碼安裝

源碼安裝就是，從網(wǎng)絡(luò)上下載沒有封裝的 python 文件的源碼，之后在本地執(zhí)行其源碼中的 setup.py 文件進(jìn)行安裝。

模塊的源碼一般都有一個主目錄，主目錄中包含了一個到多個子目錄和文件。
但是主目錄下一定有一個 setup.py 的文件，這個是源碼安裝的入口文件，就是需要執(zhí)行這個文件并且傳入一個 install 參數(shù)進(jìn)行源碼安裝。

示例：

a. 下載源碼包

wget https://files.pythonhosted.org/packages/4a/1b/9b40393630954b54a4182ca65a9cf80b41803108fcae435ffd6af57af5ae/redis-3.0.1.tar.gz

b. 解壓源碼包

tar -xf redis-3.0.1.tar.gz

3. 進(jìn)入模塊源碼的主目錄，并安裝源碼包

image

image

上面表示安裝成功

三、自定義模塊

有的情況下，是需要自己編寫一些模塊的，這種就是自定義模塊了。

示例:

some_mod.py

x = 10

li = ['shark', 18]

def foo():
    return 30

class Person():
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

四、模塊的使用

使用模塊需要先導(dǎo)入模塊名。

模塊名就是把 .py 去掉后的文件名。比如 some_mod.py 的模塊名就是 some_mod

1. 導(dǎo)入模塊

import  some_mod

2. 使用模塊中的對象

要想使用模塊中的變量名或者函數(shù)名等，只需要使用 模塊名.變量名 的方式即可。

例如，下面是使用的了 some_mod 模塊中的 foo 函數(shù)。

import  some_mod

some_mod.foo()

3. 更多模塊導(dǎo)入的方式

a. 從模塊中導(dǎo)入其中的一個對象

from some_mod  import  x

b. 從模塊中導(dǎo)入多個對象

from some_mod import x, foo

c. 從模塊中導(dǎo)入全部的對象, 不建議這么做, 應(yīng)該視使用模塊中的對象的情況而定

from some_mod import *

導(dǎo)入模塊時模塊的代碼會自動被執(zhí)行一次，在一個程序中多次導(dǎo)入同一個模塊，此模塊的代碼僅會運(yùn)行一次。

[root@kube-master py3]# cat some_mod.py
print("hello shark")
[root@kube-master py3]# cat t.py
import some_mod
import some_mod
[root@kube-master py3]# python t.py
hello shark

二、包

包就是包含了一個 __init__.py 文件的文件夾，這個文件夾下可以有更多的目錄或文件。就是說，包里可以用子包或單個 .py 的文件。

其實包也是模塊，就是說包和單一的 .py 文件統(tǒng)稱為模塊。

包的目錄結(jié)構(gòu)

image

文件 __init__.py

__init__.py 文件，在 Python3.x 中可以沒有，但是在 Python2.x 中必須有。

文件中可以有代碼，也可以是個空文件，但是文件名不能是其他的。

到導(dǎo)入包的時候，此文件假如存在，會以此文件去見包的名稱空間。

也就是說，導(dǎo)入如包的時候，只要在 __init__.py 文件中的名稱才可以生效。否則，即使是一個模塊在包目錄下面也不會被導(dǎo)入到內(nèi)存中，也就不會生效。

使用包

示例包目錄機(jī)構(gòu)

image

使用包也需要導(dǎo)入

a. 單獨(dú)導(dǎo)入包

import package  # 注意這樣不會導(dǎo)入其下面的模塊和子包

b. 從包中導(dǎo)入下面的模塊

from package import t

c. 從包中導(dǎo)入下面的子包，注意這不會導(dǎo)入子包下面的任何模塊

from package import subpkg

d. 從包的子包中導(dǎo)入子包的模塊

from package.subpkg import som_mod

e. 從包或子包的模塊中導(dǎo)入具體的對象

from package.t  import foo

from package.subpkg.som_mod import x

from package.t  import x  as y   # 把 x 導(dǎo)入后起個別名 y

記住一點(diǎn)：不論是導(dǎo)入包還是模塊，從左向右的順序來說，最后一個點(diǎn)兒的左邊一定是一個包名，而不能是一個模塊名

下面是錯誤的

import package.t.foo
from package.subpkg import som_mod.x

三模塊的內(nèi)置變量 __name__

每個 .py 文件都有一個變量名 __name__， 這個變量名的值會根據(jù)這個文件的用途不同而隨之變化。

1. 當(dāng)文件作為模塊被其他文件使用時，__name__ 的值是這個文件的模塊名

2. 當(dāng)文件作為腳本（就是作為可執(zhí)行文件）使用時，__name__ 的值是字符串類型的 '__main__'

通常你會看到一些 Python 腳本中會有類似下面的代碼：

some_script.py

def foo():
    pass

def func():
    pass

def main():
    foo()
    func()

if __name__ == '__main__':
       main()

使用這個腳本

python3 some_script.py

這樣執(zhí)行這個腳本的話，其內(nèi)置的 __name__ 變量的值就是字符串的 '__main__'。
這樣的話， if 的判斷添加就會達(dá)成，從而其語句下面的代碼就會執(zhí)行， main() 函數(shù)就會被調(diào)用 。

模塊名包名的搜索路徑（擴(kuò)展）

這個就像是在 Linux 系統(tǒng)中，當(dāng)執(zhí)行一個命令時候，系統(tǒng)會查找這個命令的二進(jìn)制文件一樣。Linux 系統(tǒng)是從環(huán)境變量 PATH 中查找。

查找順序

當(dāng)你導(dǎo)入模塊或者包的時候, 查找模塊或包的順序：

1. 系統(tǒng)會從內(nèi)存中查找，看是否之前已經(jīng)導(dǎo)入過此模塊。

2. 假如第一次導(dǎo)入，內(nèi)存中就不會存在，這時再從當(dāng)前目錄下查找。

3. 最再從sys.path 輸出的值中的路徑里查找模塊名或者包名。

都找不到，就會報錯，并且整個程序會退出

image

import sys

print(sys.path)

sys.path 輸出的值是一個 Python 的列表，這個列表我們可以對其修改的。

比如我們可以把某個文件的路徑添加到此列表中，通常會這么做。

run.py

import os,sys

BASE_DIR = os.path.dirname(os.path.abspath(__file__))

sys.path.insert(0, BASE_DIR)

</article>