1.模块化程序设计理念
(1)python程序由模块组成,一个模块对应python源文件,一般后缀名是:.py。
(2)模块由语句组成,运行python程序时,按照模块中语句的顺序依次执行。
(3)语句是python程序的构造单元,用于创建对象、变量赋值、调用函数、控制语句等。
标准库模块
与函数类似,模块也分为标准库模块和用户自定义模块。
python标准库提供了操作系统功能、网络通信功能、文本处理功能、数学运算等等基本的功能。比如:random(随机
数)、math(数学运算)、time(时间处理)、file(文件处理)、os(和操作系统交互)、sys(和解释器交互)等等。
另外,python还提供了海量的第三方模块,使用方式和标准库类似。功能覆盖了我们能想到的所有领域,比如,科学计
算、web开发、大数据、人工智能、图形系统等等。
为什么需要模块化编程
模块对应于python源代码文件(.py文件)。模块中可以定义变量、函数、类、普通语句。这样,我们可以将一个python
程序分解成多个模块,便于后期的重复应用。
模块化编程将一个任务分解成多个模块,每一个模块可以便于后期的反复使用、反复搭建。
模块化编程有以下重要优势:
·便于将一个任务分解成多个模块,实现团队协同开发,完成大规模程序。
·实现代码复用,一个模块实现后,可以反复被调用。
·可维护性增强
模块化编程的流程
API是用于描述模块中提供的函数,类的功能和使用方式。
模块化编程中,首先设计的就是模块的API(即要实现的功能描述),然后开始编码实现API中描述的功能。最后,在其他
模块中导入本模块进行调用。
我们可以通过help(模块名)查看模块的API。一般使用时先导入模块,然后通过help函数查看。
示例:导入math模块,并通过help()查看math模块的API
import math
help(math)
也可以在python的API文档中查询。首先进入python的安装目录下的docs子目录中,找到python365.chm
示例:设计计算薪水模块的API,Salary.py
'''
本模块用于计算公式员工的薪资
'''
company = '公司'
def yearSalary(monthSalary):
'''根据传入的月薪,计算出年薪'''
pass
def daySalary(monthSalary):
'''根据传入的月薪,计算出每天的工资'''
pass
如上模块只有功能描述和规范,需要编码人员按照要去实现编码。
我们可以通过__doc__可以获得模块的文档字符串的内容。
test.py
import Salary
print(Salary.__doc__)
print(Salary.yearSalary.__doc__)
模块的导入
模块化设计的好处之一就是‘代码复用性高’。写好的模块可以被反复调用,重复使用。模块的导入就是“在本模块中使用
其他模块”。
import语句基本语法格式如下:
import 模块名 #导入一个模块
import 模块1,模块2.... #导入多个模块
import 模块名 as 模块别名 #导入模块并使用新名字
import加载的模块分为四个通用类别:
·使用python编写的代码(.py文件);
·已被编译为共享库或DLL的c或者c++扩展;
·包好一组模块的包;
·使用c编写并链接到python解释器的内置模块;
我们一般通过import语句实现模块的导入和使用,import本质上是使用了内置函数__import__()。当我们通过import倒入
一个模块是,python解释器进行执行,最终生成一个对象,这个对象就代表了被加载的模块。
import math
print(id(math))
print(type(math))
print(math.pi)#通过math成员名来访问模块中的成员
由上我们可以看到math模块被加载后,实际会生成一个module类的对象,该对象被math变量引用。我们可以通过math
变量引用模块中所有的内容。我们通过import导入多个模块,本质上也是生成多个module类的对象而已。有时候,我们也需
要给模块起个别名,本质上,这个别名仅仅是新建一个变量引用加载的模块对象而已。
import math as m
print(m.sqrt(4))#开方运算
import语句和from...import语句的区别
import导入的是模块。from...import导入的是模块中的一个函数/一个类。如果进行类比的话,import导入的是‘文件’,
我们要使用该‘文件’下的内容,必须前面加‘文件名称’。from... import 导入的是文件下的‘内容’,我们直接使用这些‘内容’即可
,前面在也不需要‘文件名称’了。
__import()__动态导入
import语句本质上就是调用内置函数__import__(),我们可以通过他实现动态导入,给__import__()动态传递不同的参数
值,就能传递不同的参数值,就能导入不同的模块。
示例:使用__import__()动态导入指定模块
s = 'math'
m = __import__(s)#导入后生成的模块对象的引用给变量m
print(m.pi)
注意:一般不建议我们使用__import__()导入,其行为在python2和python3中有差异,会导致意外错误。如果需要动态
导入可以使用importlib模块。
import importlib
a = importlib.import_module('math')
print(a.pi)
模块的加载问题
当导入一个模块时,模块中的代码都会被执行。不过,如果再次导入这个模块,则不会再次执行。‘只导入一次import-o
nly-once’就成了一种优化。一个模块无论导入多少次,这个模块在整个解释器进程内有且仅有一个实例对象。
#重新加载
import importlib
importlib.reload('模块')