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目錄

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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?Python基礎（七）--模塊和包

1 模塊

1.1 什么是模塊

1.2 模塊的使用

1.3 模塊的搜索路徑

1.4 模塊的緩存

2 包

2.1 什么是包

2.2 包的使用

3 常用模塊

3.1 math

3.2 random

3.3 time

3.4 datetime

3.5 sys

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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?Python基礎（七）--模塊和包

1 模塊

1.1 什么是模塊

模塊是一個Python文件，該文件包含相關的定義與語句（類，函數，變量）。模塊具有名稱，名稱與文件的名稱一致。

使用模塊的好處：

①通過劃分若干個模塊，將項目程序進行明確的劃分，從而將復雜問題簡單化，同時，也能夠進行更加合理的分工，有利于協作式開發程序。

②模塊提供獨立的命名空間，可以解決命名上的沖突。不同的模塊中，定義相同名稱的變量，不會產生命名沖突

③模塊可以實現良好的重用性，在多人間實現共享。

1.2 模塊的使用

每個項目可以劃分為多個模塊。但模塊與模塊之間，不可能都是完全孤立的。一個模塊很可能需要與其他的一個（或多個）模塊進行交互，因此，當需要在一個模塊中使用其他模塊定義的名稱（函數，類，變量等），則需要首先導入該模塊，然后通過模塊名.名稱進行訪問。

（1）導入模塊

使用import對模塊進行導入：import 模塊

我們還可以一次導入多個模塊：import 模塊1，模塊2……

當導入模塊時，該模塊內的語句就會得到執行，但只會執行一次，即重復導入模塊不會多次執行。當模塊作為腳本執行時（使用python命令在命令行執行），模塊中的語句也會得到執行。按照慣例，模塊導入語句寫在模塊的最上方。

當導入模塊后，我們就可以使用模塊中所定義的名稱，格式為：模塊名.名稱

①訪問模塊：可以將其他模塊中定義的名稱（全局命名空間中的名稱）直接導入到當前模塊的命名空間，這樣，我們就可以直接通過名稱訪問，而無需使用模塊名限定。格式如下：from 模塊 import 名稱1，名稱2……

注意：這種導入方式要稍加留意，因為如果當前模塊中也存在同樣名稱的定義，就會造成名稱的沖突，也就是名稱會重新綁定后來的對象。

②模塊沖突：假設不考慮名稱的沖突，只考慮訪問的便捷性，使用from import的方式確實是不錯的選擇。但是，如果我們要使用該模塊中定義的很多名稱，一個個的導入可能會有些繁瑣，此時，我們可以使用批量導入：from 模塊 import *

這樣就會將模塊中除了以_開頭的所有名稱導入到當前模塊的命名空間。然而，這種方式會導入很多名稱，容易造成命名沖突，盡可能少用。

注意：在Python中一切都是對象，模塊也是一個對象 。使用import導入模塊的時候，模塊定義的語句就會執行

（2）模塊別名

當導入模塊（或模塊中的名稱）時，我們可以使用as為模塊（或模塊中的名稱）指定別名。語法如下：

? ? ? import 模塊名?as 模塊別名

? ? ? from 模塊名?import 名稱 as 名稱別名

這樣，我們就可以通過別名來訪問模塊（或模塊中的名稱）。但是，一旦指定別名后，原模塊名（或原模塊中的名稱）將不再可用。

別名的好處：①解決名稱沖突，②使用簡短的別名，減少輸入量。

（3）隱藏模塊數據

因為使用import *的語法會在當前命名空間增加很多名稱，為了減少import *所造成的影響（名稱沖突），我們可以有選擇性的隱藏模塊的數據，進而限制使用import *時，名稱的導入。

隱藏模塊數據可以采用兩種方式：①將名稱以下劃線（_）開頭。②定義__all__變量。

上面兩種隱藏方式僅是限制使用import *語法導入的名稱，并不是表示該名稱無法在模塊外訪問。使用import其他方式導入，還是能夠在模塊外進行訪問的。他們的順序為，會首先檢查__all__變量，如果存在，會將__all__中指定的名稱導入到當前的命名空間。如果不存在，則會將除下劃線（_）開頭的名稱導入到當前的命名空間。即__all__中即使指定以下劃線（_）開頭的名稱，該名稱依然可以成功導入到當前的命名空間中。

①將名稱以下劃線（_）開頭：如果模塊中定義的名稱以_開頭，則在使用import *語法時，這些名稱不會導入到當前模塊的命名空間中，即當前模塊無法直接訪問該名稱。

②定義__all__變量：如果使用from 模塊 import *的語法，則默認情況下會導入模塊中除_開頭的所有名稱，這容易與當前模塊的命名造成沖突。我們可以定義__all__變量來限制導出名稱的數量。當在模塊中定義__all__變量時，該變量的值為一個字符串列表，只有列表中指定的名稱才會導入到當前命名空間。

# 為了減少命名沖突，可以限制from 模塊名 import * 的導入模塊 # 顯示的方式有兩種：1.名稱前使用_ 2.在模塊內定義__all__關聯一個str類型的列表（列表中指定所有能用*導入的名稱） # 它們的順序為：先查看__all__名稱，如果該名稱存在，則導入列表中所有的元素指定的名稱，如果不存在，則導入 # 該模塊下所有未使用_開頭的名稱，這意味著如果__all__中指定了_開頭的名稱，一樣可以導入 from lead import * print(a,b,_c) print(__name__) print("lead模塊執行了") # 指定可以由from import * 導入的名稱 __all__ = ["a","b","_c"] a = "在lead模塊中定義的變量" def b():print("在lead模塊中定義的函數") _c = "不會被from import * 語法導入" d = "不在__all__列表內"print("lead模塊的__name__名稱:" + __name__)

（4）__name__

在編寫模塊時，我們可能需要對當前模塊的功能進行測試。當我們在其他模塊中導入當前模塊時，測試內容就會得到執行，這并不是期望的。因此，我們不得不將其去掉或者注釋?？墒?#xff0c;以后還需要再寫入新的測試代碼來驗證新增功能的正確性，如此反復，非常不方便。

解決方法是：我們可以通過__name__屬性來獲取模塊的名稱。模塊會在兩種情況下執行：①當模塊由其他模塊導入時；②當模塊作為腳本，在命令行使用python?文件名.py執行時。兩種執行方式，通過__name__獲取的模塊名稱是不一致的。當模塊由其他模塊導入時，模塊的名稱就是文件的名稱，而模塊作為腳本執行時，模塊的名稱為__main__。因此，我們可以據此獲取模塊執行的方式。

# __name__名稱 # 作為腳本運行的模塊，__name__固定返回__name__ # 作為被其他模塊導入而運行時，__name__返回的就是當前模塊的名稱 # 為了方便測試，我們可以將測試語句寫在：if __name__ == "__name__"中 def is_even_number(number):return number % 2 == 0 # 如果當前模塊是作為腳本而執行沒說明在測試該模塊的功能，測試語句得到執行 if __name__ == "__name__":print(is_even_number(5))print(is_even_number(6))

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1.3 模塊的搜索路徑

當我們導入模塊時，解釋器會按照如下順序搜索：

①內置與解釋器中的模塊，如sys，math等；

②作為腳本執行的模塊所在路徑；

③PYTHONPATH環境變量指定的路徑，如果該環境沒有設置則忽略；

④Python安裝相關路徑，這包含Python語言的內建模塊（os, random模塊），以及安裝的第三方模塊（beautifulsoup，numpy模塊）所在的路徑等。

可以通過sys模塊的path屬性獲得路徑信息。path的值（列表類型）就是由后三項按順序組成的（后三項路徑的并集）。解釋器會在這些路徑中尋找模塊名.py文件。

解釋器會按順序進行查找，以先找到的為準。因此，如果在不同的路徑中都存在滿足條件的模塊，會以先找到的為準。

1.4 模塊的緩存

導入模塊時，Python會緩存所加載模塊編譯后的版本。從實現的角度，就是將導入模塊的文件（*.py）編程成字節碼文件（*.pyc）。這樣在下次運行時，就會檢查字節碼所對應的源文件在編譯過后是否經過修改，即字節碼文件是否是對應源文件的最新版本。如果不是最新版本，則會對源文件重新進行編譯。如果已經是最新版本，則會從字節碼文件中讀取信息，這樣可以加快模塊的加載速度。

編譯的字節碼（*.pyc）文件是平臺無關的，即不管在什么平臺，只要Python源文件的內容相同，編譯過后的字節碼文件也相同。字節碼文件會保存在與作為腳本運行文件相同路徑下的__pycache__目錄中。格式為“模塊名.解釋器-版本.pyc”，例如，假設導入的模塊為test，解釋器為CPython3.6，則字節碼文件名為“test.cpython-36.pyc”。

注意：①緩存字節碼文件只是可以提供模塊加載的速度，并不會提高模塊運行的速度。

②只有導入的模塊才會生成字節碼文件，作為腳本運行的文件不會生成字節碼文件。

③字節碼文件可以脫離源文件而運行。

2 包

2.1 什么是包

包類似于操作系統中的文件夾（目錄，路徑）

包的作用：①提供對模塊的分類管理

②提供獨立的命名空間，可以解決模塊的命名沖突

2.2 包的使用

（1）導入包

目錄與子目錄，目錄與文件之間，使用特定的分隔符進行分隔。例如，Windows操作系統使用“\”，Linux系統使用“/”。同樣，包也可以含有子包，包與包，包與模塊之間使用“.”來分隔?？梢酝ㄟ^import來導入包，或者是導入包中的模塊。與之前導入模塊的語法是相同的，例如：

import 包名

import 包名.模塊名

from 包名 import 模塊名

from 包名.模塊名 import 名稱

上面導入包的方式，我們稱為絕對導入，此外，我們也可以進行相對導入。我們使用“.”來表示當前模塊所在的包，使用“..”來表示當前模塊所在包的父包（上級包）。例如：

from . import 名稱

（2）__init__.py

在每一個包中，應該同時配有一個__init__.py文件（模塊）。它的作用如下：

①該文件用來標記，當前的路徑是一個包，而不是普通的目錄，以避免目錄名與模塊名造成混淆

②該文件為包的初始化模塊，當導入包，或者導入包的子包（子模塊）時，該模塊會自動執行。因此，我們可以在__init__.py中編寫一些包的初始化語句；

③在__init__.py中定義的，具有全局作用域的名稱，可以使用包名.名稱進行訪問（這些名稱就會成為包（對象）的屬性）

（3）__all__

我們可以在__init__.py中定義__all__變量，來控制導入哪些名稱，這與模塊中的定義的__all__變量意義相同，也是一個字符串的列表類型，指定能夠導入的名稱。

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3 常用模塊

3.1 math

math模塊提供了與數學計算相關的功能。常用的功能如下：

名稱	描述
pi	返回圓周率的值
e	返回數學常數
ceil(x)	返回大于等于x的最小整數（向上取整）
floor(x)	返回小于等于x的最大整數（向下取整）
exp(x)	返回e的x次冪，相當于math.e**x
pow(x,y)	返回x的y次冪，相當于x**y
log(x[,base])	返回基于base為底，x的對數。base默認為e
fabs(x)	返回x（視為float類型）的絕對值
factorial(x)	返回x的階乘，x需要是int類型，或者是小數點為0的浮點類型，并且不能為負。
fmod(x,y)	返回x與y取余的結果。注意：x?% y是取模，二者結果可能是不同的。
fsum(itreable)	返回可迭代對象中每個值累計求和后的結果。
gcd(x,y)	返回x與y的最大公約數。x與y需要是整數類型
sqrt(x)	返回x的平方根

3.2 random

random模塊提供生成隨機數的功能（偽隨機數）。常用功能如下：

名稱	描述
random()	返回一個0~1之間的浮點數，包括0不包括1
randint(a,b)	返回一個a~b之間的整數，包括a與b
randrange(stop)/ randrange(start,stop[.step])	參數與range函數的意義相同，相當于從相同參數的range函數可能產生的值中，隨便選擇一個
uniform(a,b)	返回a與b之間的浮點數，包括端點
choice(seq)	從seq（可迭代對象）中隨機選擇一個元素，如果序列為空，則產生錯誤
choices(population, weights=None, *, cum_weights=None, k=1)	從population（可迭代對象）中選擇k個元素，放入一個列表并返回。如果提供了weights（權重）或cum_weights（累積權重），則元素的選擇概率會根據權重（累積權重）決定。權重與累積權重不能同時指定，因為權重內部會轉換成累積權重，這樣會造成不一致。如果沒有指定權重與累積權重，則各個元素的選擇概率相同。
sample(population, k)	從population（可迭代對象）中選擇k個不同的元素，返回元素組成的列表。
shuffle(x[, random])	對x（序列）進行洗牌（隨機分配每個元素的位置）。random是一個可選的生成隨機數的函數，函數的返回值為[0, 1)，默認使用random模塊的random函數。

3.3 time

time模塊提供關于時間的操作

名稱	描述
timezone	返回與UTC時間（世界標準時間）相差的秒數。正數表示晚于UTC時間，負數表示早于UTC時間。
time()	返回從新紀元（1970-01-01 00:00:00）到當前時間走過的秒數。
localtime([seconds])	返回從新紀元走過seconds（秒數）后的時間。返回類型為time.struct_time類型（tuple的子類），如果seconds沒有指定，則默認表示當前時間。該時間顯示的是本地時間，要考慮對應的時區。例如，北京時間為東八區，比UTC時間早8小時，因此，需要在最后轉換的時間上加上8小時。struct_time是一個命名元組（可以通過屬性名訪問，也可以通過索引訪問）
gmtime([seconds])	與localtime([seconds])的用法相同，只是返回的是UTC時間，而不是本地時間。
mktime(tuple)	將tuple（本地時間的元組）轉換為從新紀元到元組指定時間走過的秒數。與localtime([seconds])函數正好是相反的
asctime([tuple])	將tuple（時間元組）轉換成字符串（str）的表示形式。如果沒有提供tuple參數，則使用localtime()函數返回的元組（當前的本地時間）。
ctime([tuple])	將從新紀元走過的毫秒數轉換為本地時間。該函數相當于這樣調用：asctime(localtime(seconds))。如果seconds參數沒有指定，則使用time()函數返回的秒數。
sleep(seconds)	使當前程序暫停執行參數指定的時間。seconds可以是小數。
clock()	在Unix / Linux系統，該函數返回CPU的計算時間。在Windows操作系統，該函數第一次調用，返回CPU的計算時間，從第二次調用開始，返回距離第一次調用該函數所經歷的時間。CPU的計算時間不包括調用sleep暫停的時間，因為在暫停時，CPU沒有工作。因為該函數在不同操作系統上行為的不一致性，從Python3.3起，已經不建議使用，取而代之的是使用perf_counter()函數或者是 process_time()函數。
perf_counter()	返回精準的性能計數器，可以用來測試短時間的時間差。該時間包含調用sleep函數暫停的時間。該函數返回值所基于的時間點是不確定的，我們不能當成系統時鐘來使用，但是可以多次調用該函數，計算一段程序執行的時間差。
process_time()	返回當前進程下，系統以及用戶的CPU計算時間。該時間不包含調用sleep函數暫停的時間。
strftime(format[, tuple]) -> string	將tuple（時間元組）轉換成format參數指定的格式的字符串。如果tuple沒有指定，則使用localtime()函數返回的元組。format中可以含有特殊占位符，將使用元組中特定值進行替換，非特殊占位符會原樣顯示。
strptime(string, format) -> struct_time	按照format指定的格式，將string（時間格式字符串）解析為時間的元組。format的格式與strftime函數的format格式相同

struct_time類的格式

索引	屬性名	說明
0	tm_year	年（四位數表示）。
1	tm_mon	月份（1 ~?12）。
2	tm_mday	日（1?~ 31）。
3	tm_hour	小時（0 ~?23）。
4	tm_min	分（0 ~ 59）。
5	tm_sec	秒（0 ~ 61），60用來表示閏秒（跳秒），是對世界時間的一種調整。61因為歷史原因所保留。
6	tm_wday	星期（0 ~ 6），周一為0，周日為6。
7	tm_yday	年度的第幾天（1 ~ 366）。
8	tm_isdst	是否支持DST（daylight saving time），即夏令時（日光節約時間）。部分國家在天亮早的夏季，將時鐘向前調整一小時，從而可以節約照明資源?？赡苤禐?（不生效）、1（生效）或-1（未知）。

占位符

占位符	說明
%Y	年份（四位數字）。
%y	年份（兩位數字）。
%m	月份（01 ~ 12）。
%d	日（01 ~ 31）。
%H	24小時制（00 ~ 23）
%I	12小時制（00 ~ 12）
%M	分鐘（00 ~ 59）。
%S	秒（00 ~ 61）。
%w	周期幾（0 ~ 6），周日為0。注意，與tm_wday的表示不一致。
%j	年度的第幾天（001 ~ 366）。
%W	年度的第幾周（00 ~ 53），星期一視為一周的第一天。在年度第一個周一之前的天視為第0周。
%U	年度的第幾周（00 ~ 53），星期日視為一周的第一天。在年度第一個周日之前的天視為第0周。
%z	當前時區與UTC的時間差。格式為+HHMM（當前時區早于UTC）或-HHMM（當前時區晚于UTC）。
%Z	時區名稱。
%a	本地星期的簡寫名。
%A	本地星期的全名。
%b	本地月份的簡寫名。
%B	本地月份的全名。
%c	本地日期與時間的恰當表示。
%x	本地日期的恰當表示。
%X	本地時間的恰當表示。
%p	顯示AM或PM（或其本地等效的其他表示方式）。
%%	%的轉義。

3.4 datetime

datetime模塊提供date，time，datetime，timedelta等類，供我們對日期與時間進行操作。與time模塊相比，datetime模塊還額外增加了日期的加減與比較運算。

（1）date類

date類提供針對日期（不含時間）的操作。

構造器	date(year, month, day)：用來創建參數指定日期的date對象。year指定年，month指定月，day指定日。
實例屬性	year / month / day：返回年?/ 月 / 日
類屬性	max / min：最早的?/ 最晚的date對象； resolution：類屬性兩個不同date對象的最小差距值
實例方法	ctime()：返回特定格式的字符串來表示日期； replace(year=self.year, month=self.month, day=self.day)：返回新的date對象，值為使用當前參數替換之后的結果。year指定要替換的年，month指定要替換的月，day指定要替換的日； timetuple?()：返回time.struct_time對象，類似于time.localtime()返回的結果； weekday()：返回當前日期是星期幾（0 ~ 6）。星期一返回0，星期日返回6。 toordinal()：返回當前日期的序數。1年1月1日序數為1，1年1月2日序數為2，以此類推； strftime(format)：根據format指定的格式，顯示當前的日期對象。
類方法	today()：類方法，返回當前的日期。 fromtimestamp(timestamp)：從參數指定的timestamp（時間戳，即從新紀元走過的秒數）中創建date對象。 fromordinal(ordinal)：根據參數指定的ordinal（序數）創建date對象。

（2）time類

time類提供針對時間的操作

構造器	time(hour=0, minute=0, second=0, microsecond=0)：創建參數指定的time對象。hour指定小時，minute指定分鐘，second指定秒，micorsecond指定微秒。
實例屬性	hour / minute?/ second / microsecond：返回小時 / 分鐘 / 秒 / 微秒
類屬性	max / min：最早的?/ 最晚的time對象； resolution：類屬性兩個不同time對象的最小差距值
實例方法	replace(hour=self.hour, minute=self.minute, second=self.second, microsecond=self.microsecond)：創建一個新的time對象，值為參數指定的值替換之后的結果。hour指定要替換的小時，minute指定要替換的分鐘，second指定要替換的秒，microsecond指定要替換的微秒。 strftime(format)：根據format指定的格式，顯示當前的時間對象。

（3）datetime類

datetime類提供針對日期與時間的操作，相當于是date與time兩個類功能的并集。

構造器	datetime(year, month, day, hour=0, minute=0, second=0, microsecond=0)：用來創建參數指定日期的datetime對象。year，month與day三個參數是必須的。
實例屬性	year / month / day：返回年?/ 月 / 日 hour / minute?/ second / microsecond：返回小時 / 分鐘 / 秒 / 微秒。
類屬性	max / min：最早的?/ 最晚的datetime對象； resolution：類屬性兩個不同datetime對象的最小差距值
實例方法	date()：返回date對象，年，月，日與datetime對象的年，月，日相同。 time()：返回time對象，時，分，秒，微秒與datetime對象的時，分，秒，微秒相同。 ctime()：返回特定格式的字符串來表示日期時間。 replace(year=self.year, month=self.month, day=self.day, hour=self.hour, minute=self.minute, second=self.second, microsecond=self.microsecond)：返回新的datetime對象，值為使用當前參數替換之后的結果。 timetuple?()：返回time.struct_time對象，類似于time.localtime()返回的結果。 weekday()：返回當前日期是星期幾（0 ~ 6）。星期一返回0，星期日返回6。 toordinal()：返回當前日期的序數。1年1月1日序數為1，1年1月2日序數為2，以此類推。 strftime(format)：根據format指定的格式，顯示當前的日期時間對象。 ?
類方法	today()：返回當前的日期與時間。 now()：返回當前的日期與時間，與today方法類似。 utcnow()：返回當前的日期與時間轉換為UTC之后的結果。 fromtimestamp(timestamp)：從參數指定的timestamp（時間戳，即從新紀元走過的秒數）中創建datetime對象。 utcfromtimestamp(timestamp)：從參數指定的timestamp（時間戳，即從新紀元走過的秒數）中創建UTC?datetime對象。 fromordinal(ordinal)：根據參數指定的ordinal（序數）創建datetime對象。 strptime(date_string, format)：根據給定的date_string（日期時間字符串），按照format指定的格式進行解析，返回datetime對象。

（4）timedelta類

timedelta對象用來表示持續時間，可以用來進行日期與時間的加減。

構造器;timedelta(days=0, seconds=0, microseconds=0, milliseconds=0, minutes=0, hours=0, weeks=0)：根據給定的參數，創建timedelta對象，表示持續時間。持續時間為各參數累計相加。

兩個datetime.datetime類型相減 或兩個 datetime.date類型相減 的結果就是datetime.timedelta類型

3.5 sys

sys模塊提供一些與解釋器相關的功能。sys提供的屬性很多，不過多數并不常用，常見屬性如下：

名稱	描述
argv	返回一個列表，列表的第一個元素為命令行運行的文件名稱，往后的每個元素為命令行在文件名稱后面傳遞的每一個參數。當我們要進行一些全局性，系統相關的配置時，就可以使用命令行來傳遞參數。所傳遞的參數就可以通過argv來進行獲取。
version	返回Python的版本信息
copyright	返回Python的版權信息
path	返回模塊的搜索路徑
float_info	返回浮點類型（float）的相關信息
platform	返回操作系統信息
exit()	退出Python解釋器，終止程序的執行
getsizeof(object)	返回object（對象）的大小（以字節為單位）
setrecursionlimit(n)	設置最大遞歸的深度

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的Python基础（七）--模块和包的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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