模块

简介

Python 的模块是用于组织、封装和重用代码的文件，一个 Python 文件就是一个模块。

一个模块中可以包含变量、函数、类和其他 Python 语句，它允许将代码逻辑划分为独立的单元，并提供了一种组织代码的方式，使代码更加模块化和易于维护。

Python 的模块可以分为三类，非别是 内建模块、第三方模块 和 自定义模块。

模块的导入

Python 可通过模块导入引用其它模块中的数据，提供了 import 和 from - import 两种导入方式。

import 导入：Python 中使用 import 关键字来导入模块，导入模块后，在当前文件中做为一个对象使用，可以通过 . 来引用模块中定义的函数、变量或类等。

# 导入内建模块 math
import math
#可以使用其中的 sqrt()来计算平方根
result = math.sqrt(25)
print(result)

import - as 导入：如果被导入的模块名比较长，在使用时会不太方便，也可以使用 as 为模块指定一个别名，一旦指定了别名，原模块名就不能使用了。

# 导入内建模块 math
import math as m
#可以使用其中的 sqrt()来计算平方根
result = m.sqrt(25)
print(result)

from - impport 导入：还可以使用 from module_name import object_name 语法，从模块中导入特定的对象，这样可以直接使用对象名，无需使用模块名前缀。

from math import sqrt

result = sqrt(25)
print(result)

入口函数

入口函数是 Python 程序的执行起点，用于区分模块作为独立脚本运行还是被导入运行。通过 if __name__ == "__main__":，Python 能够明确哪些代码应该在脚本直接运行时执行，而不是在模块被导入时运行。

原理解析

Python 在运行脚本时，会自动为每个模块定义一个特殊变量 __name__。
直接运行脚本时：__name__ 的值是 "__main__"。
模块被导入时：__name__ 的值是模块的名字。

if __name__ == "__main__":
    # 当且仅当脚本直接运行时执行此代码块
    pass

入口函数的作用

避免不必要的执行：当模块被导入时，只有定义的函数、类和变量会加载，而不会执行入口函数中的代码。
便于模块化编程：使脚本既可以独立运行，又可以作为模块被复用。
程序结构清晰：通过入口函数组织主逻辑，增强代码的可读性和维护性。

模块复用与入口函数

# module.py

def add(a, b):
    return a + b

if __name__ == "__main__":
    print("测试函数 add: 3 + 5 =", add(3, 5))

# main.py

import module

result = module.add(10, 20)
print("模块函数调用结果:", result)

运行结果

# 运行 module.py

测试函数 add: 3 + 5 = 8

# 运行 main.py
模块函数调用结果: 30

内建模块

Python 标准库中包含了大量的内建模块，这些模块提供了各种功能，如数学计算、字符串处理、日期时间操作、文件操作等。通过导入相应的内建模块，可以使用这些功能，避免重复编写代码。

import random

# 生成1到100之间的随机整数
random_number = random.randint(1, 100)
print(random_number)

import datetime

# 获取当前日期和时间
current_datetime = datetime.datetime.now()

# 格式化日期输出
formatted_date = current_datetime.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")
print(formatted_date)

`dir()` 函数

dir() 是 Python 内置函数，用于获取指定对象的所有属性和方法的列表。

格式： dir(obj)

import math

print(dir(math))

自定义模块

由开发者编写，用于封装代码、组织功能，以便在其他 Python 程序中复用。自定义模块是一个 Python 文件，可以包含函数、类、变量等。

# 创建一个my_module.py文件

def greet(name):
    return f"Hello, {name}!"

def add(a, b):
    return a + b

在其他文件中使用：

# 导入
import my_module

print(my_module.greet("Alice"))
print(my_module.add(5, 3))

第三方模块

第三方模块和库通过包管理工具 pip 安装。如：PyMySQL, pytest, Flask, SQLAchemy 等等。

总结

模块的导入
内建模块
dir() 函数
自定义模块
第三方模块

模块

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