python 历险记(五)— python 中的模块

 

前言

这次我们继续探险,来搞定 python 中的模块(module)。兵马未动,粮草先行,开工之前先看看基础是否补齐了^_^。

基础

模块的概念你一定不会陌生吧,这是一个非常宽泛的概念,在各行各业都会用到。这里我们涉及的只是软件中的模块概念。说到模块,就得先了解下模块化程序设计的概念。(如果您对模块化程序设计的概念已经烂熟于心,尽可以略过,而直接跳到下一节)

模块化程序设计

模块化程序设计是指进行程序设计时将一个大程序按照功能划分为若干小程序模块,每个小程序模块完成一个确定的功能,并且在这些模块之间建立必要的联系,通过模块的相互协作完成整个功能的程序设计方法。

——百度百科

举个例子,假如我们要造一辆汽车,就可以先将汽车分成四个部件:发动机、底盘、电气设备、车身。每个部件都是一个模块,都会完成自己专属的功能,同时也预留了和其他部件配合的接口。当这几部分建造完成时,就可以组合在一起,从而完成了整个汽车的建造。

类比一下,汽车就是整个程序,而像发动机,底盘等就是程序中各个小的模块。只有当各个模块正常工作,并且暴露的接口和其他模块的接口完全契合,才能组合成一个完整且正常工作的程序。

模块化有哪些好处?

当然,如果不将程序分解成一个个独立的部分,而是整个一大坨,也能够完成所要的功能。那么为什么教科书还有实际使用中都会提倡模块化程序设计?这样做有什么好处呢?

  1. 控制程序设计的复杂度

    不知你看过《代码大全》没有,里面有一句非常著名的格言:软件的首要使命就是管理复杂度。完整的软件功能复杂度是非常高的,如果不使用有效的方法加以管理,很可能会陷入复杂的泥潭中不可自拔。而将程序分解成模块,则会将整体功能的复杂度有效的下分到各个模块中。每个模块只要能够管理好自己的复杂度就可以了。

  2. 提高代码的重用性

    还是以造汽车为例,假设我造了一个很牛的发动机,多款车型都可以使用它。程序设计也一样,如果一个模块能够完成特定的功能,且与父程序耦合度较小,多个程序都可以使用它。

  3. 易于维护和扩展

    小 A 写了一个程序,并将各个部分划分的非常明确,再加以人性化的函数命名和注释。即使有一天小 A 离职了,小 B 要接过来维护以及在此基础上再开发新的功能也不难。

既然模块化就这么多好处, 强大的 python 当然也会吸收这个优秀的设计思想,并且在语言中有所体现,那就是 python 的模块(module)。

什么是 python 中的模块?

先来看一个示例:

  1. 创建 python 文件 a.py,并在文件中定义函数 sum

    def sum(a, b):     return a + b
  2. 创建 python 文件 b.py, 并调用 sum 函数

    from a import sum  print(sum(1, 2)) # 3

文件 a.py 就是一个模块(module),b.py就是一个主模块(main module)。

在 b.py 中有这么一句 from a import sum ,是指将模块 a 中的 sum 函数导入到当前模块中。我们定义的文件名是 a.py ,而模块名就是去掉后缀后得到的 模块 a。那么能不能再多导入几个函数或者导入模块 a 的全部函数呢?当然可以,这个我们后面讲。

调用模块时,通过文件名就可以确定模块的名字,那么在模块(module)内部,能知道自己姓甚名谁吗?还真能。

每个模块都有一个全局变量 __name__ ,它就是模块的名字。上面 a.py 的内容不变,修改下 b.py 的内容。

import a  print(a.__name__)  # a print(a.sum(1, 2))  # 3

来,一起总结下:

  1. python 模块(module) 是指包含 python 定义(包括 类,函数,变量)和语句的文件(.py做后缀)
  2. 模块名就是模块文件名称去掉.py 后缀
  3. 在模块内部,可以通过全局变量 __name__ 得到模块名称

引入模块有几种方式?

要导入模块并调用,前提要导入的 python 模块中有料(函数,变量,class)才可以。先来定义一个 python 模块 calc

def plus(a, b):     return a + b   def subtract
                        
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