在Python中使用模块的教程
Python本身就内置了很多非常有用的模块,只要安装完毕,这些模块就可以立刻使用。
我们以内建的sys模块为例,编写一个hello的模块:
#!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- ' a test module ' __author__ = 'Michael Liao' import sys def test(): args = sys.argv if len(args)==1: print 'Hello, world!' elif len(args)==2: print 'Hello, %s!' % args[1] else: print 'Too many arguments!' if __name__=='__main__': test()
第1行和第2行是标准注释,第1行注释可以让这个hello.py文件直接在Unix/Linux/Mac上运行,第2行注释表示.py文件本身使用标准UTF-8编码;
第4行是一个字符串,表示模块的文档注释,任何模块代码的第一个字符串都被视为模块的文档注释;
第6行使用__author__变量把作者写进去,这样当你公开源代码后别人就可以瞻仰你的大名;
以上就是Python模块的标准文件模板,当然也可以全部删掉不写,但是,按标准办事肯定没错。
后面开始就是真正的代码部分。
你可能注意到了,使用sys模块的第一步,就是导入该模块:
import sys
导入sys模块后,我们就有了变量sys指向该模块,利用sys这个变量,就可以访问sys模块的所有功能。
sys模块有一个argv变量,用list存储了命令行的所有参数。argv至少有一个元素,因为第一个参数永远是该.py文件的名称,例如:
运行python hello.py获得的sys.argv就是['hello.py'];
运行python hello.py Michael获得的sys.argv就是['hello.py', 'Michael]。
最后,注意到这两行代码:
if __name__=='__main__': test()
当我们在命令行运行hello模块文件时,Python解释器把一个特殊变量__name__置为__main__,而如果在其他地方导入该hello模块时,if判断将失败,因此,这种if测试可以让一个模块通过命令行运行时执行一些额外的代码,最常见的就是运行测试。
我们可以用命令行运行hello.py看看效果:
$ python hello.py Hello, world! $ python hello.py Michael Hello, Michael!
如果启动Python交互环境,再导入hello模块:
$ python Python 2.7.5 (default, Aug 25 2013, 00:04:04) [GCC 4.2.1 Compatible Apple LLVM 5.0 (clang-500.0.68)] on darwin Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information. >>> import hello >>>
导入时,没有打印Hello, word!,因为没有执行test()函数。
调用hello.test()时,才能打印出Hello, word!:
>>> hello.test() Hello, world!
别名
导入模块时,还可以使用别名,这样,可以在运行时根据当前环境选择最合适的模块。比如Python标准库一般会提供StringIO和cStringIO两个库,这两个库的接口和功能是一样的,但是cStringIO是C写的,速度更快,所以,你会经常看到这样的写法:
try: import cStringIO as StringIO except ImportError: # 导入失败会捕获到ImportError import StringIO
这样就可以优先导入cStringIO。如果有些平台不提供cStringIO,还可以降级使用StringIO。导入cStringIO时,用import ... as ...指定了别名StringIO,因此,后续代码引用StringIO即可正常工作。
还有类似simplejson这样的库,在Python 2.6之前是独立的第三方库,从2.6开始内置,所以,会有这样的写法:
try: import json # python >= 2.6 except ImportError: import simplejson as json # python <= 2.5
由于Python是动态语言,函数签名一致接口就一样,因此,无论导入哪个模块后续代码都能正常工作。
作用域
在一个模块中,我们可能会定义很多函数和变量,但有的函数和变量我们希望给别人使用,有的函数和变量我们希望仅仅在模块内部使用。在Python中,是通过_前缀来实现的。
正常的函数和变量名是公开的(public),可以被直接引用,比如:abc,x123,PI等;
类似__xxx__这样的变量是特殊变量,可以被直接引用,但是有特殊用途,比如上面的__author__,__name__就是特殊变量,hello模块定义的文档注释也可以用特殊变量__doc__访问,我们自己的变量一般不要用这种变量名;
类似_xxx和__xxx这样的函数或变量就是非公开的(private),不应该被直接引用,比如_abc,__abc等;
之所以我们说,private函数和变量“不应该”被直接引用,而不是“不能”被直接引用,是因为Python并没有一种方法可以完全限制访问private函数或变量,但是,从编程习惯上不应该引用private函数或变量。
private函数或变量不应该被别人引用,那它们有什么用呢?请看例子:
def _private_1(name): return 'Hello, %s' % name def _private_2(name): return 'Hi, %s' % name def greeting(name): if len(name) > 3: return _private_1(name) else: return _private_2(name)
我们在模块里公开greeting()函数,而把内部逻辑用private函数隐藏起来了,这样,调用greeting()函数不用关心内部的private函数细节,这也是一种非常有用的代码封装和抽象的方法,即:
外部不需要引用的函数全部定义成private,只有外部需要引用的函数才定义为public。