《零基础入门学习Python》第050讲：模块：模块就是程序

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0. 请写下这一节课你学习到的内容：格式不限，回忆并复述是加强记忆的好方式！

测试题（笔试，不能上机哦~）

0. 说到底，Python 的模块是什么？

1. 我们现在有一个 hello.py 的文件，里边有一个 hi() 函数：

2. 你知道的总共有几种导入模块的方法？

3. 曾经我们讲过有办法阻止 from…import * 导入你的“私隐”属性，你还记得是怎么做的吗？

4. 倘若有 a.py 和 b.py 两个文件，内容如下：

5. 执行下边 a.py 或 b.py 任何一个文件，都会报错，请尝试解释一下此现象。

动动手（一定要自己动手试试哦~）

0. 问大家一个问题：Python 支持常量吗？

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0. 请写下这一节课你学习到的内容：格式不限，回忆并复述是加强记忆的好方式！

这一讲将给大家介绍一个新的知识：模块。

（一）什么是模块？

模块是更高级的封装，说到封装，回顾一下我们之前学过哪些封装：

• 容器  - >  数据的封装
• 函数  - > 语句的封装
• 类  - > 方法和属性的封装
• 模块  - > 模块就是程序

没错，模块就是平常我们写的任何代码，保存每一个 .py 结尾的Python文件，就是保存了一个独立的模块。我们来句一个简单的例子：

我们在安装Python的目录下新建一个 hello.py 文件，我们在里面定义一个 hi() 函数，当我按下 Ctrl + S 将这个文件保存起来的时候，这就是一个独立的Python 模块了，大家要注意的是，为了使我们的 IDLE 能够顺利的找到这个模块，我们这个模块的位置应该跟我们调用的程序在同一个文件夹下。（注：关于从任何文件夹导入模块的方法，请参阅 -> Python如何从任何文件夹导入模块）

def hi():
        print('Hi, everyone!')

我们在IDLE里调用该模块：

>>> import hello

既然没有报错，就说明导入模块成功了，我们试着调用一下 hello 模块中的 hi() 函数：

>>> hi()
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 
    hi()
NameError: name 'hi' is not defined

出错了，这是为什么呢？从报错信息，我们可以知道错误的根源是Python找不到 hi() 这个函数。为什么会这样呢？我们明明在hello.py 文件中定义了 hi() 函数啊，其实这个问题跟我们这个 命名空间 这个概念有关。我们先来讲讲 命名空间 这个概念，你就知道问题所在了。那什么是命名空间呢？其实很好理解，我来讲个例子：

假如你们班有个叫小花的女孩，长得像个花瓶一样的漂亮，于是，你趁着2月14情人节这天，买通了学校广播站的同学，让他帮你播放爱的宣言，并约定于学校附近的XX宾馆OO房间等着她，但是呢，你意想不到的是，另一个班级恰好也有一个叫做小花的姑娘，长得略微惊悚，后边的剧情大家可以自行脑补了哈。

上边这个悲凉的故事反应的就是命名空间这个概念的重要性，如果说，我们在故事中引入了命名空间这个概念，那么广播站的同学应该是这么帮你播放爱的宣言的：

爱的宣言：世界上只有一个名字，使我这样牵肠挂肚，像是一根看不见的线，一头牢牢的系在我心尖上，一头攥在你手中，这个名字叫做 CSDN论坛的来自江南的妳......

这样的话，其他论坛的小花就不会带入了。我们这里 CSDN论坛，就是一个命名空间了。

所以，我们刚才的代码，应该把命名空间加上，才能够正常使用模块中的函数：

>>> hello.hi()
Hi, everyone!

相信这种用法大家都知道，我只是作为一个概念给大家强调一下。

（二）导入模块

我们知道 import + 模块名 是我们经常使用的方法，我们这里重新写一个例子来计算摄氏度和华氏度之间的转换，

#模块名：TemperatureConversion.py
def c2f(cel):
    fah = cel *1.8 + 32
    return fah
def f2c(fah):
    cel = (fah - 32) / 1.8
    return cel

然后再写一个文件来导入刚才的模块：

#文件名：calc.py
import TemperatureConversion

print("32摄氏度 = %.2f华氏度"%TemperatureConversion.c2f(32))
print("99华氏度 = %.2f摄氏度"%TemperatureConversion.f2c(99))

运行结果：

>>>
32摄氏度 = 89.60华氏度
99华氏度 = 37.22摄氏度

这就是我们的第一种方法：

• 第一种：import 模块名
• 第二种：from 模块名 import 函数名（from 模块名 import * 这种方法不建议使用，因为这样的话，命名空间的优势就荡然无存了，可能造成重名的困扰）
• 第三种：import 模块名 as 新名字

这三种方法在我们之前讲解 EasyGui 的时候都已经详细讲解过了，忘了的同学可以返回去看一下。

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测试题（笔试，不能上机哦~）

0. 说到底，Python 的模块是什么？

答：模块就是程序。没错，所谓模块就是平时我们写的任何代码，然后保存的每一个“.py”结尾的文件，都是一个独立的模块。

1. 我们现在有一个 hello.py 的文件，里边有一个 hi() 函数：

def hi():
    print("Hi everyone, I love FishC.com!")

请问我如何在另外一个源文件 test.py 里边使用 hello.py 的 hi() 函数呢？

答：只需要在 test.py 中导入 hello 模块（文件名 = 模块名）即可使用 hello.py 中的 hi() 函数。

2. 你知道的总共有几种导入模块的方法？

答：我们总共介绍了三种导入模块的方法。

第一种：import 模块名
第二种：from 模块名 import 函数名
第三种：import 模块名 as 新名字

3. 曾经我们讲过有办法阻止 from…import * 导入你的“私隐”属性，你还记得是怎么做的吗？

答：如果你不想模块中的某个属性被 from…import * 导入，那么你可以给你不想导入的属性名称的前边加上一个下划线（_）。不过需要注意的是，如果使用 import … 导入整个模块，或者显式地使用 import xx._oo 导入某个属性，那么这个隐藏的方法就不起作用了。

4. 倘若有 a.py 和 b.py 两个文件，内容如下：

# a.py
def sayHi():
    print("嗨，我是 A 模块~")

# b.py
def sayHi():
    print("嗨，我是 B 模块~")

那么我在 test.py 文件中执行以下操作，会打印什么结果？

# test.py
from a import sayHi
from b import sayHi

sayHi()

答：会打印“嗨，我是 B 模块~”，因为第二次导入的 b 模块把 a 模块的同名函数 sayHi() 给覆盖了，这就是所谓命名空间的冲突。所以，在项目中，特别是大型项目中我们应该避免使用 from…import...，除非你非常明确不会造成命名冲突。

5. 执行下边 a.py 或 b.py 任何一个文件，都会报错，请尝试解释一下此现象。

# a.py
from b import y
def x():
    print('x')

# b.py
from a import x
def y():
    print('y')

>>> 
Traceback (most recent call last):
  File "/Users/FishC/Desktop/a.py", line 1, in 
    from b import x
  File "/Users/FishC/Desktop/b.py", line 1, in 
    import a
  File "/Users/FishC/Desktop/a.py", line 1, in 
    from b import x
ImportError: cannot import name 'x'

答：这个是循环嵌套导入问题。无论运行 a.py 或 b.py 哪一个文件都会抛出 ImportError 异常。这是因为在执行其中某一个文件（a.py）的加载过程中，会创建模块对象并执行对应的字节码。但当执行第一个语句的时候需要导入另一个文件（from b import y），因此 CPU 会转而去加载另一个文件（b.py）。同理，执行另一个文件的第一个语句（from a import x）恰好也是需要导入之前的文件（a.py）。此时，之前的文件处于仅导入第一条语句的阶段，因此其对应的字典中并不存在 x，故抛出“ImportError: cannot import name 'x'”异常。

解决方案是直接使用 import 语句导入：

# a.py
import b

def x():
print('x')

# b.py
import a

def y():
    print('y')

a.x()

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动动手（一定要自己动手试试哦~）

0. 问大家一个问题：Python 支持常量吗？

相信很多鱼油的答案都是否定的，但实际上 Python 内建的命名空间是支持一小部分常量的，比如我们熟悉的 True，False，None 等，只是 Python 没有提供定义常量的直接方式而已。那么这一题的要求是创建一个 const 模块，功能是让 Python 支持常量。

说到这里大家可能还是一头雾水，没关系，我们举个栗子。

test.py 是我们的测试代码，内容如下：

# const 模块就是这道题要求我们自己写的
# const 模块用于让 Python 支持常量操作
import const

const.NAME = "FishC"
print(const.NAME)

try:
    # 尝试修改常量
    const.NAME = "FishC.com"
except TypeError as Err:
    print(Err)

try:
    # 变量名需要大写
    const.name = "FishC"
except TypeError as Err:
    print(Err)

执行后的结果是：

>>> 
FishC
常量无法改变！
常量名必须由大写字母组成！

在 const 模块中我们到底做了什么，使得这个模块这么有“魔力”呢？大家跟着小甲鱼的提示，一步步来做你就懂了：

• 提示一：我们需要一个 Const 类
• 提示二：重写 Const 类的某一个魔法方法，指定当实例对象的属性被修改时的行为
• 提示三：检查该属性是否已存在
• 提示四：检查该属性的名字是否为大写
• 提示五：细心的鱼油可能发现了，怎么我们这个 const 模块导入之后就把它当对象来使用（const.NAME = "FishC"）了呢？难道模块也可以是一个对象？没错啦，在 Python 中无处不对象，到处都是你的对象。使用以下方法可以将你的模块与类 A 的对象挂钩。

'''
sys.modules 是一个字典，它包含了从 Python 开始运行起，被导入的所有模块。键就是模块名，值就是模块对象。
'''
import sys
sys.modules[__name__] = A()

代码清单：
 

# 该模块用于让 Python 支持常量操作
class Const:    
    def __setattr__(self, name, value):
        if name in self.__dict__:
            raise TypeError('常量无法改变！')
            
        if not name.isupper():
            raise TypeError('常量名必须由大写字母组成！')

        self.__dict__[name] = value

import sys
sys.modules[__name__] = Const()