python系列教程26

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声明：在人工智能技术教学期间，不少学生向我提一些python相关的问题，所以为了让同学们掌握更多扩展知识更好的理解人工智能技术，我让助理负责分享这套python系列教程，希望能帮到大家！

 

导入和重载提供了一种自然的程序启动的选择，因为导入操作将会在最后一步执行文件。从更宏观的角度来看，模块扮演了一个工具库的角色，这将在后面学到。从一般意义上来说，模块往往就是变量名的封装，被认作是命名空间。在一个包中的变量名就是所谓的属性：也就是说，属性就是绑定在特定的对象上的变量名（就像一个模块）。

 

在典型的应用中，导入者得到了模块文件中在顶层所定义的所有变量名。这些变量名通常被赋值给通过模块函数、类、变量以及其他被导出的工具。这些往往都会在其他文件或程序中使用。表面上来看，一个模块文件的变量名可以通过两个Python语句读取——import和from，以及reload调用。

 

为了讲清楚，请使用文本编辑器创建一个名为myfile.py的单行的Python模块文件，其内容如下所示：

title = "The Meaning of Life"

这也许是世界上最简单的Python模块文件之一了（它只包含了一行赋值语句），但是它已经足够讲明白基本的要点。当文件导入时，它的代码运行并生成了模块的属性。这个赋值语句创建了一个名为title的模块的属性。

 

可以通过两种不同的办法从其他组件获得这个模块的title属性。第一种，你可以通过使用一个import语句将模块作为一个整体载入，并使用模块名后跟一个属性名来获取它：

% python                # Start Python

>>> import myfile       # Run file; load module as a whole

>>> print（myfile.title） # Use its attribute names: '.' to qualify

The Meaning of Life

一般来说，这里的点号表达式代表了object.attribute的语法，可以从任何的object中取出其任意的属性，并且这是Python代码中的一个常用操作。在这里，我们已经使用了它去获取在模块myfile中的一个字符串变量title，即myfile.title。

 

作为替代方案，可以通过这样的语句从模块文件中获得（实际上是复制）变量名：

% python                     # Start Python

>>> from myfile import title # Run file; copy its names

>>> print（title）             # Use name directly: no need to qualify

The Meaning of Life

就像今后看到的更多细节一样，from和import很相似，只不过增加了对载入组件的变量名的额外的赋值。从技术上讲，from复制了模块的属性，以便属性能够成为接收者的直接变量。因此，能够直接以title（一个变量）引用导入字符串而不是myfile.title（一个属性引用。

无论使用的是import还是from去执行导入操作，模块文件myfile.py的语句都会执行，并且导入的组件（对应这里是交互提示模式）在顶层文件中得到了变量名的读取权。也许在这个简单的例子中只有一个变量名（变量title被赋值给一个字符串），但是如果开始在模块中定义对象，例如，函数和类时，这个概念将会很有用。这样一些对象就变成了可重用的组件，可以通过变量名被一个或多个客户端模块读取。

 

在实际应用中，模块文件往往定义了一个以上的可被外部文件使用的变量名。下面这个例子中定义了三个变量名：

a = 'dead'          # Define three attributes

b = 'parrot'        # Exported to other files

c = 'sketch'

print（a,b,c）      # Also used in this file

文件treenames.py，给三个变量赋值，并对外部世界生成了三个属性。这个文件并且在一个print语句中使用它自有的三个变量，就像在将其作为顶层文件运行时看到的结果一样：

% python threenames.py

dead parrot sketch

所有的这个文件的代码运行起来就和第一次从其他地方导入（无论是通过import或者from）后一样。这个文件的客户端通过import得到了具有属性的模块，而客户端使用from时，则会获得文件变量名的复本。

% python

>>> import threenames  # Grab the whole module

dead parrot sketch

>>>

>>> threenames.b,threenames.c

（'parrot','sketch'）

>>>

>>> from threenames import a,b,c # Copy multiple names

>>> b,c

（'parrot','sketch'）

这里的结果打印在括号中，因为它们实际上是元组（下一部分介绍的一种对象）；目前我们可以暂时忽略它们。

 

一旦你开始就像这里一样在模块文件编写多个变量名，内置的dir函数开始发挥作用了。你可以使用它来获得模块内部的可用的变量名的列表。下面代码返回了一个Python字符串列表（我们将从后面开始学习列表）：

>>> dir（threenames）
['__builtins__','__doc__','__file__','__name__','__package__','a','b','c']

我们在Python 3.0和Python 2.6中分别运行它，较早的Python可能返回较少的名字。当dir函数就像这个例子一样，通过把导入模块的名称传至括号里，进行调用后，它将返回这个模块内部的所有属性。其中返回的一些变量名是“免费”获得的：一些以双下划线开头并结尾的变量名，这些通常都是由Python预定义的内置变量名，对于解释器来说有特定的意义。那些通过代码赋值而定义的变量（a、b和c）在dir结果的最后显示。

模块和命名空间

 

模块导入是一种运行代码文件的方法，但是就像稍后我们即将讨论的那样，模块同样是Python程序最大的程序结构。

 

一般来说，Python程序往往由多个模块文件构成，通过import语句连接在一起。每个模块文件是一个独立完备的变量包，即一个命名空间。一个模块文件不能看到其他文件定义的变量名，除非它显式地导入了那个文件，所以模块文件在代码文件中起到了最小化命名冲突的作用。因为每个文件都是一个独立完备的命名空间，即使在它们拼写相同的情况下，一个文件中的变量名是不会与另一个文件中的变量冲突的。

 

实际上，就像你将看到的那样，正是由于模块将变量封装为不同部分，Python具有了能够避免命名冲突的优点。我们将会在后面讨论模块和其他的命名空间结构（包括类和函数的作用域）。就目前而言，模块是一个不需要重复输入而可以反复运行代码的方法。