模塊
如果你從Python解釋器退出并再次進(jìn)入，之前的定義（函數(shù)和變量）都會(huì)丟失。因此，如果你想編寫(xiě)一個(gè)稍長(zhǎng)些的程序，最好使用文本編輯器為解釋器準(zhǔn)備輸入并將該文件作為輸入運(yùn)行。這被稱(chēng)作編寫(xiě) 腳本 。隨著程序變得越來(lái)越長(zhǎng)，你或許會(huì)想把它拆分成幾個(gè)文件，以方便維護(hù)。你亦或想在不同的程序中使用一個(gè)便捷的函數(shù)， 而不必把這個(gè)函數(shù)復(fù)制到每一個(gè)程序中去。
為支持這些，Python有一種方法可以把定義放在一個(gè)文件里，并在腳本或解釋器的交互式實(shí)例中使用它們。這樣的文件被稱(chēng)作 模塊 ；模塊中的定義可以 導(dǎo)入 到其它模塊或者 主 模塊（你在頂級(jí)和計(jì)算器模式下執(zhí)行的腳本中可以訪(fǎng)問(wèn)的變量集合）。
模塊是一個(gè)包含Python定義和語(yǔ)句的文件。文件名就是模塊名后跟文件后綴 .py 。在一個(gè)模塊內(nèi)部，模塊名（作為一個(gè)字符串）可以通過(guò)全局變量 __name__ 的值獲得。例如，使用你最喜愛(ài)的文本編輯器在當(dāng)前目錄下創(chuàng)建一個(gè)名為 fibo.py 的文件， 文件中含有以下內(nèi)容:
# Fibonacci numbers module def fib(n): # write Fibonacci series up to n a, b = 0, 1 while a < n: print(a, end=' ') a, b = b, a+b print() def fib2(n): # return Fibonacci series up to n result = [] a, b = 0, 1 while a < n: result.Append(a) a, b = b, a+b return result
現(xiàn)在進(jìn)入Python解釋器，并用以下命令導(dǎo)入該模塊:
>>>
>>> import fibo
在當(dāng)前的符號(hào)表中，這并不會(huì)直接進(jìn)入到定義在 fibo 函數(shù)內(nèi)的名稱(chēng)；它只是進(jìn)入到模塊名 fibo 中。你可以用模塊名訪(fǎng)問(wèn)這些函數(shù):
>>>
>>> fibo.fib(1000) 0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 987 >>> fibo.fib2(100) [0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89] >>> fibo.__name__ 'fibo'
如果你想經(jīng)常使用某個(gè)函數(shù)，你可以把它賦值給一個(gè)局部變量:
>>>
>>> fib = fibo.fib >>> fib(500) 0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377
有關(guān)模塊的更多信息
模塊可以包含可執(zhí)行的語(yǔ)句以及函數(shù)定義。這些語(yǔ)句用于初始化模塊。它們僅在模塊 第一次在 import 語(yǔ)句中被導(dǎo)入時(shí)才執(zhí)行。 1 (當(dāng)文件被當(dāng)作腳本運(yùn)行時(shí)，它們也會(huì)執(zhí)行。)
每個(gè)模塊都有它自己的私有符號(hào)表，該表用作模塊中定義的所有函數(shù)的全局符號(hào)表。因此，模塊的作者可以在模塊內(nèi)使用全局變量，而不必?fù)?dān)心與用戶(hù)的全局變量發(fā)生意外沖突。另一方面，如果你知道自己在做什么，則可以用跟訪(fǎng)問(wèn)模塊內(nèi)的函數(shù)的同樣標(biāo)記方法，去訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)模塊的全局變量，modname.itemname。
模塊可以導(dǎo)入其它模塊。習(xí)慣上但不要求把所有 import 語(yǔ)句放在模塊（或腳本）的開(kāi)頭。被導(dǎo)入的模塊名存放在調(diào)入模塊的全局符號(hào)表中。
import 語(yǔ)句有一個(gè)變體，它可以把名字從一個(gè)被調(diào)模塊內(nèi)直接導(dǎo)入到現(xiàn)模塊的符號(hào)表里。例如:
>>>
>>> from fibo import fib, fib2 >>> fib(500) 0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377
這并不會(huì)把被調(diào)模塊名引入到局部變量表里（因此在這個(gè)例子里，fibo 是未被定義的）。
還有一個(gè)變體甚至可以導(dǎo)入模塊內(nèi)定義的所有名稱(chēng):
>>>
>>> from fibo import * >>> fib(500) 0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377
這會(huì)調(diào)入所有非以下劃線(xiàn)（_）開(kāi)頭的名稱(chēng)。 在多數(shù)情況下，Python程序員都不會(huì)使用這個(gè)功能，因?yàn)樗诮忉屍髦幸肓艘唤M未知的名稱(chēng)，而它們很可能會(huì)覆蓋一些你已經(jīng)定義過(guò)的東西。
注意通常情況下從一個(gè)模塊或者包內(nèi)調(diào)入 * 的做法是不太被接受的， 因?yàn)檫@通常會(huì)導(dǎo)致代碼的可讀性很差。不過(guò)，在交互式編譯器中為了節(jié)省打字可以這么用。
如果模塊名稱(chēng)之后帶有 as，則跟在 as 之后的名稱(chēng)將直接綁定到所導(dǎo)入的模塊。
>>>
>>> import fibo as fib >>> fib.fib(500) 0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377
這會(huì)和 import fibo 方式一樣有效地調(diào)入模塊， 唯一的區(qū)別是它以 fib 的名稱(chēng)存在的。
It can also be used when utilising from with similar effects:
>>>
>>> from fibo import fib as fibonacci >>> fibonacci(500) 0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377
注解
出于效率的考慮，每個(gè)模塊在每個(gè)解釋器會(huì)話(huà)中只被導(dǎo)入一次。因此，如果你更改了你的模塊，則必須重新啟動(dòng)解釋器， 或者，如果它只是一個(gè)要交互式地測(cè)試的模塊，請(qǐng)使用 importlib.reload()，例如 import importlib; importlib.reload(modulename)。
以腳本的方式執(zhí)行模塊
當(dāng)你用下面方式運(yùn)行一個(gè)Python模塊:
python fibo.py <arguments>
模塊里的代碼會(huì)被執(zhí)行，就好像你導(dǎo)入了模塊一樣，但是 __name__ 被賦值為 "__main__"。 這意味著通過(guò)在你的模塊末尾添加這些代碼:
if __name__ == "__main__": import sys fib(int(sys.argv[1]))
你既可以把這個(gè)文件當(dāng)作腳本又可當(dāng)作一個(gè)可調(diào)入的模塊來(lái)使用， 因?yàn)槟嵌谓馕雒钚械拇a只有在當(dāng)模塊是以“main”文件的方式執(zhí)行的時(shí)候才會(huì)運(yùn)行:
$ python fibo.py 50 0 1 1 2 3 5 8 13 21 34
如果模塊是被導(dǎo)入的，那些代碼是不運(yùn)行的:
>>>
>>> import fibo >>>
這經(jīng)常用于為模塊提供一個(gè)方便的用戶(hù)接口，或用于測(cè)試（以腳本的方式運(yùn)行模塊從而執(zhí)行一些測(cè)試套件）。
模塊搜索路徑
當(dāng)一個(gè)名為 spam 的模塊被導(dǎo)入的時(shí)候，解釋器首先尋找具有該名稱(chēng)的內(nèi)置模塊。如果沒(méi)有找到，然后解釋器從 sys.path 變量給出的目錄列表里尋找名為 spam.py 的文件。sys.path 初始有這些目錄地址:
- 包含輸入腳本的目錄（或者未指定文件時(shí)的當(dāng)前目錄）。
- PYTHONPATH （一個(gè)包含目錄名稱(chēng)的列表，它和shell變量 PATH 有一樣的語(yǔ)法）。
- 取決于安裝的默認(rèn)設(shè)置
注解
在支持符號(hào)鏈接的文件系統(tǒng)上，包含輸入腳本的目錄是在追加符號(hào)鏈接后才計(jì)算出來(lái)的。換句話(huà)說(shuō)，包含符號(hào)鏈接的目錄并 沒(méi)有 被添加到模塊的搜索路徑上。
在初始化后，Python程序可以更改 sys.path。包含正在運(yùn)行腳本的文件目錄被放在搜索路徑的開(kāi)頭處， 在標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)路徑之前。這意味著將加載此目錄里的腳本，而不是標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的同名模塊。 除非有意更換，否則這是錯(cuò)誤。
“編譯過(guò)的”Python文件
為了加速模塊載入，Python在 __pycache__ 目錄里緩存了每個(gè)模塊的編譯后版本，名稱(chēng)為 module.version.pyc ，其中名稱(chēng)中的版本字段對(duì)編譯文件的格式進(jìn)行編碼； 它一般使用Python版本號(hào)。例如，在CPython版本3.3中，spam.py的編譯版本將被緩存為 __pycache__/spam.cpython-33.pyc。此命名約定允許來(lái)自不同發(fā)行版和不同版本的Python的已編譯模塊共存。
Python根據(jù)編譯版本檢查源的修改日期，以查看它是否已過(guò)期并需要重新編譯。這是一個(gè)完全自動(dòng)化的過(guò)程。此外，編譯的模塊與平臺(tái)無(wú)關(guān)，因此可以在具有不同體系結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)之間共享相同的庫(kù)。
Python在兩種情況下不會(huì)檢查緩存。首先，對(duì)于從命令行直接載入的模塊，它從來(lái)都是重新編譯并且不存儲(chǔ)編譯結(jié)果；其次，如果沒(méi)有源模塊，它不會(huì)檢查緩存。為了支持無(wú)源文件（僅編譯）發(fā)行版本， 編譯模塊必須是在源目錄下，并且絕對(duì)不能有源模塊。
給專(zhuān)業(yè)人士的一些小建議:
- 你可以在Python命令中使用 -O 或者 -OO 開(kāi)關(guān)， 以減小編譯后模塊的大小。 -O 開(kāi)關(guān)去除斷言語(yǔ)句，-OO 開(kāi)關(guān)同時(shí)去除斷言語(yǔ)句和 __doc__ 字符串。由于有些程序可能依賴(lài)于這些，你應(yīng)當(dāng)只在清楚自己在做什么時(shí)才使用這個(gè)選項(xiàng)。“優(yōu)化過(guò)的”模塊有一個(gè) opt- 標(biāo)簽并且通常小些。將來(lái)的發(fā)行版本或許會(huì)更改優(yōu)化的效果。
- 一個(gè)從 .pyc 文件讀出的程序并不會(huì)比它從 .py 讀出時(shí)運(yùn)行的更快，.pyc 文件唯一快的地方在于載入速度。
- compileall 模塊可以為一個(gè)目錄下的所有模塊創(chuàng)建.pyc文件。
標(biāo)準(zhǔn)模塊
Python附帶了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊庫(kù)，在單獨(dú)的文檔Python庫(kù)參考（以下稱(chēng)為“庫(kù)參考”）中進(jìn)行了描述。一些模塊內(nèi)置于解釋器中；它們提供對(duì)不屬于語(yǔ)言核心但仍然內(nèi)置的操作的訪(fǎng)問(wèn)，以提高效率或提供對(duì)系統(tǒng)調(diào)用等操作系統(tǒng)原語(yǔ)的訪(fǎng)問(wèn)。這些模塊的集合是一個(gè)配置選項(xiàng)，它也取決于底層平臺(tái)。例如，winreg 模塊只在windows操作系統(tǒng)上提供。一個(gè)特別值得注意的模塊 sys，它被內(nèi)嵌到每一個(gè)Python解釋器中。變量 sys.ps1 和 sys.ps2 定義用作主要和輔助提示的字符串:
>>>
>>> import sys
>>> sys.ps1
'>>> '
>>> sys.ps2
'... '
>>> sys.ps1 = 'C> '
C> print('Yuck!')
Yuck!
C>
這兩個(gè)變量只有在編譯器是交互模式下才被定義。
sys.path 變量是一個(gè)字符串列表，用于確定解釋器的模塊搜索路徑。該變量被初始化為從環(huán)境變量 PYTHONPATH 獲取的默認(rèn)路徑，或者如果 PYTHONPATH 未設(shè)置，則從內(nèi)置默認(rèn)路徑初始化。你可以使用標(biāo)準(zhǔn)列表操作對(duì)其進(jìn)行修改:
>>>
>>> import sys
>>> sys.path.append('/ufs/guido/lib/python')
6.3. dir() 函數(shù)
內(nèi)置函數(shù) dir() 用于查找模塊定義的名稱(chēng)。 它返回一個(gè)排序過(guò)的字符串列表。
如果沒(méi)有參數(shù)，dir() 會(huì)列出你當(dāng)前定義的名稱(chēng)。
注意：它列出所有類(lèi)型的名稱(chēng)：變量，模塊，函數(shù)，等等。
