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；

 import math
 math.factorial(5)
 120
 dir(math)
 ['__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']
 dir()
 ['__builtins__', 'cba', 'math', 'sys']
 import math
 dir()
 ['__builtins__', 'cba', 'math', 'sys']
 dir(math)
 ['__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']
 dir(pi)
 Traceback (most recent call last):
   File "<input>", line 1, in <module>
 NameError: name 'pi' is not defined
 from math import pi
 dir()
 ['__builtins__', 'cba', 'math', 'pi', 'sys']
 pi
 3.141592653589793
 import os
 dir()
 ['__builtins__', 'cba', 'math', 'os', 'pi', 'sys']
 from os import *
 dir()
 ['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）

 sys.path
 sys.path[0]
 sys.path[1]
 sys.modules
 sys.modules[0]
 sys.version
 sys.version[1]
 sys.version_info
 sys.version.major
 sys.argv
 sys.argv[0]
 sys.copyright
 sys.builtin_module_names
 ('_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')

 import sys

 #sys.argv 是一个字符串序列
 print("参数的个数是：",len(sys.argv))
 print(sys.argv)
 #python3 sys_argv.py  a  b
 # #参数的个数是：3
 #['sys_argv.py' , 'a' ,  'b']
 #
 #chomod +x sys.argv.py
 #./sys_argv.py  '-l'  /home/
 #
 for x in sys.argv:
     print("参数是",x)

 #
 import sys
 if len(sys.argv) < 4:
     print("用法： ./sys_argv.py  数字  运算符 数字")
     sys.exit(0) #退出程序

 if  sys.argv[2] == "加":
     print(float(sys.argv[1]) + float(sys.argv[3]))
 elif sys.argv[2] == "乘":
     print(float(sys.argv[1]) * float(sys.argv[3]))
 #./sys_argv.py  3  加   5   #8
 #./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

 sys.getrecursionlimit()
 1000
 sys.setrecursionlimit(2000)
 sys.getrecursionlimit()
 2000
 sys.setrecursionlimit(1000)
 sys.getrecursionlimit()
 1000

自定义模块的编写：

 #file : mymod.py
 def fac(n):
     print("正在计算n的阶乘...")

 def sum_fac(n):
     print("正在计算n的阶乘的和...")

 #import mymod.py
 #dir(mymod)
 #mymod.fac(100)
 #mymod.sum_fac(100)

 ##################################################
 #test_mymod.py
 import mymod
 mymod.fac(20)
 mymod.sum_fac(30)
 #
 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

 sys.builtin_module_names
 ('_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')

 sys.path
 #import sys
 #sys.path.append("/home/test/")
 #import  mymod
 #dir()

 printenv
 echo $PATH
 export PATH=$PATH:/home/test/
 echo $PATH
 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__'

 #mymod.py

 def f1():
     print("f1被调用。。")

 def f2():
     print("f2被调用。")

 name = "hello"

 f1()
 print("模块被加载完毕")
 ###########
 >>> import mymod
 f1被调用。。
 模块被加载完毕
 >>> mymod.__name__
 'mymod'
 >>>
 >>> from mymod import f1
 >>> from mymod import *
 >>> dir()
 ['__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'f1', 'f2', 'mymod', 'name']
 >>>
 ###################
 #mymod1.py
 def f1():
     print("f1被调用。。")

 def f2():
     print("f2被调用。")

 print("此模块名为：",__name__)
 #####
 此模块名为： __main__
 #####
 >>> import mymod1
 此模块名为： mymod1
 >>>

作用：1，记录模块名，

2，用来判断是否为主模块；

 #mymod2
 def f1():
     print("f1被调用。。")

 def f2():
     print("f2被调用。")

 def test():
     print("模块测试正在进行中...")
     f1()
     f2()

 print("此模块名为：", __name__)
 print("#" * 50)
 if __name__ == '__main__':
     test()
 #此模块名为： __main__
 ###################################################
 #模块测试正在进行中...
 #f1被调用。。
 #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；

 #mymod3.py
 '''
 此模块有两个函数.
 此模块用来演示文档字符串.
 此处省略2000字.
 '''

 def f1():
     print("f1被调用。。")

 def f2():
     print("f2被调用。")

 #>>> import mymod3
 #>>> dir()
 #['__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'mymod1', 'mymod3']
 #>>> mymod3.__doc__
 #'\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'
 #>>>
 #>>> help(mymod3)
 #Help on module mymod3:
 #
 #NAME
 #    mymod3
 #
 #DESCRIPTION
 #    此模块有两个函数.
 #    此模块用来演示文档字符串.
 #    此处省略2000字.
 #
 #FUNCTIONS
 #    f1()
 #
 #    f2()
 #
 #FILE

 #mymod3.py
 '''
 此模块有两个函数.
 此模块用来演示文档字符串.
 此处省略2000字.
 '''

 def f1():
     '''
     此为函数的文档字符串
     此处省略200字
     '''
     print("f1被调用。。")

 def f2():
     print("f2被调用。")

 #>>>
 #
 ## >>> import mymod3
 #>>> mymod3.__doc__
 #'\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'
 #>>> mymod3.f1.__doc__
 #'\n    此为函数的文档字符串\n    此处省略200字\n    '
 #>>> help(mymod3)
 #Help on module mymod3:
 #
 #NAME
 #    mymod3
 #
 #DESCRIPTION
 #    此模块有两个函数.
 #    此模块用来演示文档字符串.
 #    此处省略2000字.
 #
 #FUNCTIONS
 #    f1()
 #        此为函数的文档字符串
 #        此处省略200字
 #
 #    f2()
 #

__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；

 #mymod4.py
 __all__ = [ 'hello1', 'hello2', 'hello3','name1' ]
 def  hello1():pass

 def  hello2():pass

 def  hello3():pass

 def  hello4():pass

 def  hello5():pass

 name1 = 'aaa'
 name2 = 'bbb'

 #>>> from mymod4 import *
 #>>> dir()
 #['__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'hello1', 'hello2', 'hello3', 'hello4
 #', 'hello5', 'mymod3', 'mymod4', 'name1', 'name2']
 #>>>
 #加'__all__'
 #>>> from mymod4 import *
 #>>> dir()
 #['__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'hello1', 'hello2', 'hello3', 'name1'
 #]
 #>>>

__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；

 #mymod5.py
 def _abc():
     pass

 def __abc():
     pass

 def abc():
     pass

 name = "hello"
 _name = "hello2"
 __world = "world..."

 #>>> from mymod5 import *
 #>>> dir()
 #['__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'abc', 'name']
 #>>> abc
 #<function abc at 0x00000000026DAE18>
 #>>> _abc
 #Traceback (most recent call last):
 #  File "<stdin>", line 1, in <module>
 #NameError: name '_abc' is not defined
 #>>> name
 #'hello'
 #>>> _name
 #Traceback (most recent call last):
 #  File "<stdin>", line 1, in <module>
 #NameError: name '_name' is not defined
 #>>>
 #