人工智能（python）开发 —— 模块 （module）

一、模块的概念

1、模块的定义

        模块是一个包含有一系列变量，函数，类等组成的程序组
        模块是一个文件，模块文件名通常以.py结尾

2、模块的作用

        让一些相关的变量、函数、类等有逻辑的组织在一起，让逻辑结构更加清晰
        模块中的变量、函数和类等可供其他模块或程序调用

3、模块的分类

        a、内置模块（builtins）：在解析器的内部可以直接使用

               builtins，sys，time，itertools ，math  ...

        b、标准库模块：安装python时已安装具可直接使用

                random，datetime，os，xml ...

        c、第三方模块（通常开源）：需要自己安装
        d、用户自己编写的模块（可以作为其他人的第三方模块）

官方库参考文档：https://docs.python.org/3/library/index.html

4、模块化编程的优点

        a、有利于多人开发
        b、使代码更加易于维护
        c、提高代码的复用率
        d、模块化编程有助于解决函数名和变量名冲突问题

二、模块的导入

1、import 语句

语法
        import 模块名1 [as 模块新名1], 模块名2[as 模块新名2], ....
作用
        将一个模块整体导入到当前模块中
示例

        import math            # 导入数学模块
        import sys, os          # 导入sys和os模块
        import copy as cp

属性用法
        模块名.属性名

math.factorial(5)    # 求5的阶乘

2、from import 语句

语法
        from 模块名 import 模块属性名 [as 属性新名1], 模块属性名2 [as 属性新名2]
作用
        将某模块的一个或多个属性导入到当前模块的作用域
示例

from math import pi
from math import sin
from math import factorial as fac

3、from import * 语句

语法
        from 模块名 import *
作用
        将某模块的所有属性导入到当前的模块
示例

from math import *
s = sin(pi/2)
print(factorial(10))

三、模块的加载和执行

1、import 语句搜索模块的路径顺序

        a. 搜索程序运行时的路径(当前路径)
        b. sys.path 提供的路径
        c. 搜索内置模块

2、PYTHONPATH环境变量

        此环境变量的值会在python3的解析器启动时自动加载到sys.path列表中

3、加载自定义模块方法

        a、方法1
                把自定义的模块和运行的代码放在同一个目录下
        b、方法2
                在运行的代码中追加sys.path.apend(“指定自定义的模块路径”)
        c、方法3
                和内置模块放到一起（不建议）
        d、方法4
                配置当前终端的环境变量

$ export  PYTHONPATH=$PYTHONPATH:/home/xxx/指定自定义的模块路径
$ printenv

注： Linux/Unix 用命令printenv来查看所有的环境变量，export仅作用于当前的终端

4、模块的加载过程

        在模块导入时，模块所有语句会执行
        如果一个模块已经被导入，则再次导入时不会重新执行模块内的语句

5、模块的重新加载

        通过imp模块的reload属性重载指定模块

import mymod       # 自定义的模块
import imp         # 导入imp库
imp.reload(mymod)  # 重新加载已经加载过的mymod 模块

6、模块被导入和执行的过程

        a. 先搜索相关路径找模块(.py文件)
        b. 判断是否有此模块对应的.py文件，如果.pyc文件比.py文件新，则直接加载.pyc文件
        c. 否则用模块.py 文件生成.pyc并加载执行

7、模块的编译 compile

                    编译                           解释执行
mymod.py   ----->  mymod.pyc   ------->     python3

四、补充

1、dir 函数

        dir([对象])   返回一个字符串列表
作用
        a、如果没有参数调用，则返回当前作用域内所有变量的列表
        b、如果给定一个对象作为参数，则返回这个对象的所在变量(属性)列表
                1) 对于一个模块，返回这个模块的全部变量
                2) 对于一个类对象，返回类对象的所有变量,并递归基类对象的所有变量
                3) 对于其它对象，返回所有变量、类变量和基类变量

五、附录

        人工智能（python）—— 目录汇总