1、源程序模塊結(jié)構(gòu)模塊的定義與使用Python中的包引用其他模塊 日期時(shí)間函數(shù)測(cè)試及打包第八章 模塊和包參考書目Python 程序設(shè)計(jì)源程序模塊結(jié)構(gòu)第八章 模塊和包參考書目Python 程序設(shè)目錄源程序模塊結(jié)構(gòu)模塊的定義與使用Python中的包引用其他模塊日期時(shí)間函數(shù)測(cè)試及打包這里說(shuō)明圖片內(nèi)容 目錄源程序模塊結(jié)構(gòu)這里說(shuō)明圖片內(nèi)容 源程序模塊結(jié)構(gòu)Python的程序是由包（package）、模塊（module）和函數(shù)組成。模塊是處理某一類問(wèn)題的集合，模塊由函數(shù)和類組成。包是由一系列模塊組成的集合。源程序模塊結(jié)構(gòu)Python的程序是由包（package）、模源程序模塊結(jié)構(gòu) 包就是有一個(gè)完成特定任務(wù)的工具

2、箱，Python提供了許多有用的工具包，如字符串處理、圖形用戶接口、Web應(yīng)用、圖形圖像處理等。一個(gè)程序完整的結(jié)構(gòu)，有如下幾部分組成： (1)模塊文檔模塊文檔使用三雙引號(hào)注釋的形式，簡(jiǎn)要介紹模塊的功能及重要全局變量的含義。(2)模塊導(dǎo)入導(dǎo)入需要調(diào)用的其他模塊。模塊只能被導(dǎo)入一次，被導(dǎo)入模塊中的函數(shù)代碼并不會(huì)被自動(dòng)執(zhí)行，只能被當(dāng)前模塊主動(dòng)（顯式）調(diào)用。源程序模塊結(jié)構(gòu) 包就是有一個(gè)完成特定任務(wù)的工具源程序模塊結(jié)構(gòu)(3)變量定義在這里定義的變量本模塊中的所有函數(shù)都可直接使用。(4)類定義語(yǔ)句所有類都需要在這里定義。當(dāng)模塊被導(dǎo)入時(shí)，class語(yǔ)句會(huì)被執(zhí)行，類就會(huì)被定義。(5)函數(shù)定義語(yǔ)句此處定義的函數(shù)

3、可以通過(guò)CircleArea. calcuArea ()在外部被訪問(wèn)到，當(dāng)本模塊被其他模塊導(dǎo)入時(shí)def語(yǔ)句會(huì)被執(zhí)行，其他模塊可調(diào)用calcuArea這個(gè)函數(shù)。(6)主程序無(wú)論這個(gè)模塊是被別的模塊導(dǎo)入還是作為腳本直接執(zhí)行，都會(huì)執(zhí)行這部分代碼。通常這里不會(huì)有太多功能性代碼，而是根據(jù)執(zhí)行的模式調(diào)用不同的函數(shù)。源程序模塊結(jié)構(gòu)模塊的定義與使用 Python提供了強(qiáng)大的模塊支持，主要體現(xiàn)為不僅在Python標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中包含了大量的模塊（稱為標(biāo)準(zhǔn)模塊），而且還有很多第三方模塊，另外開(kāi)發(fā)者自己也可以開(kāi)發(fā)自定義模塊。通過(guò)這些強(qiáng)大的模塊支持，將極大地提高我們的開(kāi)發(fā)效率。 模塊的英文是Modules，可以認(rèn)為是一盒（箱

4、）主題積木，通過(guò)它可以拼出某一主題的東西。這與函數(shù)不同，一個(gè)函數(shù)相當(dāng)于一塊積木，而一個(gè)模塊中可以包括很多函數(shù)，也就是很多積木，所以也可以說(shuō)模塊相當(dāng)于一盒積木。模塊的定義與使用 Python提供了強(qiáng)大的模塊支持，主模塊的定義與使用1 模塊的概念模塊模塊是把一組相關(guān)的名稱、函數(shù)、類或者是它們的組合組織到一個(gè)文件中。如果說(shuō)模塊是按照邏輯來(lái)組織Python代碼的方法，那么文件便是物理層上組織模塊的方法。因此一個(gè)文件被看作一個(gè)獨(dú)立的模塊，一個(gè)模塊也可以被看作一個(gè)文件。模塊的文件名就是模塊的名字加上擴(kuò)展名.py。模塊的定義與使用1 模塊的概念模塊模塊是把一組相關(guān)的名稱2 使用import語(yǔ)句導(dǎo)入模塊使用模

5、塊需要先以模塊的形式加載模塊中代碼，這樣就可以使用import語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)：import 模塊名稱 as 別名使用import語(yǔ)句導(dǎo)入模塊時(shí)，模塊時(shí)區(qū)分字母大小寫的，比如：import os，可以在一行內(nèi)導(dǎo)入多個(gè)模塊，如：import time,os,sys。模塊的定義與使用2 使用import語(yǔ)句導(dǎo)入模塊使用模塊需要先以模塊的形式加3 使用fromimport語(yǔ)句導(dǎo)入模塊 在使用import語(yǔ)句導(dǎo)入模塊時(shí)，每執(zhí)行一條import語(yǔ)句都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的命名空間（namespace，即記錄對(duì)象名字和對(duì)象之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的空間。目前Python的命名空間大部分都是通過(guò)字典來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其中，key是標(biāo)識(shí)符；va

6、lue是具體對(duì)象。），并且在該命名空間中執(zhí)行與.py文件相關(guān)的所有語(yǔ)句。 模塊的定義與使用3 使用fromimport語(yǔ)句導(dǎo)入模塊 3 使用fromimport語(yǔ)句導(dǎo)入模塊在執(zhí)行時(shí)，需在具體的變量、函數(shù)和類名前加上“模塊名.”前綴。如果不想每次都導(dǎo)入模塊時(shí)都創(chuàng)建一個(gè)新的命名空間，而是將具體的定義導(dǎo)入到當(dāng)前的命名空間中，這時(shí)就可以使用fromimport語(yǔ)句。使用fromimport語(yǔ)句導(dǎo)入模塊后，不需要再添加前綴，直接通過(guò)具體的變量、函數(shù)和類名等訪問(wèn)即可。fromimport語(yǔ)句的語(yǔ)法格式如下：from modelname import member模塊的定義與使用3 使用fromimport

7、語(yǔ)句導(dǎo)入模塊在執(zhí)行時(shí)，需在具體4模塊搜索目錄模塊的定義與使用有時(shí)候?qū)肽K操作會(huì)失敗，如：import oosTraceback (most recent call last): File , line 1, in ModuleNotFoundError: No module named oos 發(fā)生這樣的錯(cuò)誤時(shí)，解析器會(huì)提示說(shuō)無(wú)法訪問(wèn)請(qǐng)求的模塊，可能的原因是模塊不在搜索路徑里，從而導(dǎo)致了路徑搜索的失敗。4模塊搜索目錄模塊的定義與使用有時(shí)候?qū)肽K操作會(huì)失敗，如：4模塊搜索目錄模塊的定義與使用當(dāng)使用import語(yǔ)句導(dǎo)入模塊時(shí)，默認(rèn)的查找順序：首先是在當(dāng)前目錄（即執(zhí)行的Python腳本文件所在的

8、目錄）下查找；其次到PYTHONPATH（環(huán)境變量）下的每個(gè)目錄中查找；最后到Python的默認(rèn)安裝目錄下查找。查找的各個(gè)目錄的具體位置保存在標(biāo)準(zhǔn)模塊sys的sys.path變量中。查看本機(jī)sys.path的內(nèi)容的代碼如下：import sysprint(sys.path)4模塊搜索目錄模塊的定義與使用當(dāng)使用import語(yǔ)句導(dǎo)入模塊4模塊搜索目錄模塊的定義與使用注意，不同的系統(tǒng)，搜索路徑一般都不同。添加指定的目錄到sys.path有三種方法：（1）sys.path.append()例如，把“c:practice”目錄添加到sys.path目錄中，可以采用如下代碼：import syssys.p

9、ath.append(“c:/practice”)缺點(diǎn)：需要執(zhí)行代碼，且只為內(nèi)存臨時(shí)修改，程序退出后清空變量。4模塊搜索目錄模塊的定義與使用注意，不同的系統(tǒng)，搜索路徑一般4模塊搜索目錄模塊的定義與使用（2）在系統(tǒng)環(huán)境中新增PYTHONPATH變量，指向想要的path搜索路徑。缺點(diǎn)：修改了環(huán)境變量，對(duì)復(fù)雜環(huán)境需求易造成沖突。（3）在site-packages下建立一個(gè)擴(kuò)展名為.pth的文件，并添加需要自定義包含引入的路徑，否則新添加的目錄不起作用。修改完成后，就可以加載自己的模塊了。只要這個(gè)列表中的某個(gè)目錄包含這個(gè)文件，該模塊就會(huì)被正確導(dǎo)入。如：使用sys.modules可以查看當(dāng)前導(dǎo)入了哪些模

10、塊和它們來(lái)自什么地方。sys.modules是一個(gè)字典，使用模塊名作為鍵(key)，對(duì)應(yīng)的物理地址作為值( value)。4模塊搜索目錄模塊的定義與使用（2）在系統(tǒng)環(huán)境中新增PYTH5模塊內(nèi)建函數(shù)模塊的定義與使用1. _import_()函數(shù)import語(yǔ)句調(diào)用了該函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)模塊的導(dǎo)入，提供這個(gè)函數(shù)是為了讓有特殊需要的用戶可以覆蓋它，實(shí)現(xiàn)自定義的導(dǎo)入算法。語(yǔ)法如下： _import_(name, globals, locals, fromlist, level)5模塊內(nèi)建函數(shù)模塊的定義與使用1. _import_()函數(shù)5模塊內(nèi)建函數(shù)模塊的定義與使用2. globals()函數(shù)和locals(

11、)函數(shù)globals()和locals( )兩個(gè)內(nèi)建函數(shù)分別返回調(diào)用處可以訪問(wèn)的全局和局部命名空間中的名稱組成的字典。3. reload()函數(shù)reload()函數(shù)可以重新導(dǎo)入一個(gè)已經(jīng)導(dǎo)入的模塊from imp import reloadreload(module)module是用戶想要重新導(dǎo)入的模塊，模塊必須是全部導(dǎo)入reload()函數(shù)的參數(shù)必須是模塊自身而不是模塊名稱的字符串5模塊內(nèi)建函數(shù)模塊的定義與使用2. globals()函數(shù)和6絕對(duì)導(dǎo)入和相對(duì)導(dǎo)入模塊的定義與使用1.絕對(duì)導(dǎo)入在import語(yǔ)句或者from導(dǎo)入模塊，模塊名稱最前面不是以.點(diǎn)開(kāi)頭的絕對(duì)導(dǎo)入總是去搜索模塊搜索路徑中找2.

12、相對(duì)導(dǎo)入只能在包內(nèi)使用，且只能用在from語(yǔ)句中使用.點(diǎn)號(hào)，表示當(dāng)前目錄內(nèi).表示上一級(jí)目錄不要在頂層模塊中使用相對(duì)導(dǎo)入6絕對(duì)導(dǎo)入和相對(duì)導(dǎo)入模塊的定義與使用1.絕對(duì)導(dǎo)入 Python中的包使用模塊可以避免函數(shù)名和變量名重名引發(fā)的沖突。面對(duì)模塊名重復(fù)如何解決的問(wèn)題，Python中提出了包（Package）的概念。所謂包的是一個(gè)有層次的文件目錄結(jié)構(gòu)，通常將一組功能相近的模塊組織在一個(gè)目錄下，它定義了一個(gè)由模塊和子包組成的Python應(yīng)用程序執(zhí)行環(huán)境。包可以解決如下問(wèn)題：(1)把命名空間組織成有層次的結(jié)構(gòu)；(2)允許程序員把有聯(lián)系的模塊組合到一起；(3)允許程序員使用有目錄結(jié)構(gòu)而不是一大堆雜亂無(wú)章的文

13、件；(4)解決有沖突的模塊名稱。 Python中的包使用模塊可以避免函數(shù)名和變量名重名引發(fā)的1Python程序的包結(jié)構(gòu)包簡(jiǎn)單理解就是“文件夾”，作為目錄存在的，包的另外一個(gè)特點(diǎn)就是文件夾中必須有一個(gè)_init_.py文件，包可以包含模塊，也可以包含包。常見(jiàn)的包結(jié)構(gòu)如下： Python中的包1Python程序的包結(jié)構(gòu)包簡(jiǎn)單理解就是“文件夾”，作為目錄2創(chuàng)建和使用包1.創(chuàng)建包創(chuàng)建包實(shí)際上就是創(chuàng)建一個(gè)文件夾，并且在該文件夾中創(chuàng)建一個(gè)名稱為“_init_.py”的Python文件。在_init_.py文件中，可以不編寫任何代碼，也可以編寫一些Python代碼。在_init_.py文件中所編寫的代碼，在

14、導(dǎo)入包時(shí)會(huì)自動(dòng)執(zhí)行。比如在C盤的根目錄下創(chuàng)建一個(gè)名稱為config的包，具體步驟如下：（1）在計(jì)算機(jī)的C盤目錄下，創(chuàng)建一個(gè)名稱為config的文件夾。（2）在config文件夾下，創(chuàng)建一個(gè)名稱為“_init_.py”的文件。至此，名稱為config的包就創(chuàng)建完成了，然后可以在該包下創(chuàng)建所需要的模塊。 Python中的包2創(chuàng)建和使用包1.創(chuàng)建包 Python中的包2創(chuàng)建和使用包2.使用包對(duì)于包的使用通常有3種方式：（1）通過(guò)“import 完整包名.模塊名”的形式加載指定模塊。比如在config包中，有個(gè)size的模塊，導(dǎo)入時(shí)，可以使用代碼：import config.size若在size模塊中

15、定義了3個(gè)變量，比如：length = 30width = 20height = 10創(chuàng)建“main.py”文件，在導(dǎo)入size模塊后，在調(diào)用length、width和height變量時(shí)，需要在變量名前加入“config.size”前綴。 Python中的包2創(chuàng)建和使用包2.使用包 Python中的包2創(chuàng)建和使用包（2）通過(guò)“from 完整包名 import 模塊名”的形式加載指定模塊。與第一種方式的區(qū)別在于，在使用時(shí)，不需要帶包的前綴，但需要帶模塊名稱。（3）通過(guò)“from 完整包名.模塊名 import 定義名”的形式加載指定模塊。與前兩種方式的區(qū)別在于，通過(guò)該方式導(dǎo)入模塊的函數(shù)、變量或類

16、后，在使用時(shí)直接使用函數(shù)、變量或類名即可。 Python中的包2創(chuàng)建和使用包（2）通過(guò)“from 完整包名 import 引用其他模塊 在Python中，除了可以自定義模塊外，還可以引用其他模塊，比如標(biāo)準(zhǔn)模塊和第三方模塊。 引用其他模塊 在Python中，除了可以自定1第三方模塊的下載與安裝 在Python中，除了可以使用Python內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)模塊外，還可以使用第三方模塊。這些第三方模塊可以在Python的官方推出的網(wǎng)站（/）上找到。在使用第三方模塊，需要先下載，并安裝，然后就可以使用標(biāo)準(zhǔn)模塊一樣導(dǎo)入并使用了。下載和安裝第三方模塊使用Python提供的包管理工具：pip命令實(shí)現(xiàn) 引用其他模塊1

17、第三方模塊的下載與安裝 在Python中，除了可以使1第三方模塊的下載與安裝pip命令的語(yǔ)法格式：pip 模塊名參數(shù)說(shuō)明：命令：用指定要執(zhí)行的命令。常用的命令參數(shù)值：install（用于安裝第三方模塊）uninstall（用于卸載已經(jīng)安裝的第三方模塊）list（用于顯示已經(jīng)安裝的第三方模塊）等。模塊名：可選參數(shù)，用于指定要安裝或者卸載的模塊名，當(dāng)命令為install或者uninstall時(shí)不能省略。 引用其他模塊1第三方模塊的下載與安裝pip命令的語(yǔ)法格式： 引用其他模塊1第三方模塊的下載與安裝例如，安裝第三方的numpy模塊。如果未配置環(huán)境變量，在Python的安裝根目錄下的Scripts文

18、件夾路徑中，在命令窗口中輸入以下代碼：pip install numpy安裝完成之后，將顯示如圖所示界面： 引用其他模塊1第三方模塊的下載與安裝例如，安裝第三方的numpy模塊。如1第三方模塊的下載與安裝在Pycharm中，可以通過(guò)“File”“Setting”查看已經(jīng)安裝模塊。 引用其他模塊1第三方模塊的下載與安裝在Pycharm中，可以通過(guò)“Fil1第三方模塊的下載與安裝3管理包（安裝、升級(jí)、卸載）在DOS命令窗口運(yùn)行pip命令對(duì)包進(jìn)行管理了，如：1.指定安裝的軟件包版本：通過(guò)使用=, =, , requirements.txt，將需要的模塊導(dǎo)出到文件里，然后在另一個(gè)地方pip insta

19、ll -r requirements.txt 再導(dǎo)入。 引用其他模塊1第三方模塊的下載與安裝3.搜索包： 引用其他模塊2標(biāo)準(zhǔn)模塊的使用在Python中，自帶了一些實(shí)用模塊，稱為標(biāo)準(zhǔn)模塊。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)模塊，可以直接使用import語(yǔ)句導(dǎo)入Python文件中使用。比如導(dǎo)入標(biāo)準(zhǔn)模塊random的代碼：import random通常情況下，在導(dǎo)入標(biāo)準(zhǔn)模塊是，如果模塊名比較長(zhǎng)，可以使用as關(guān)鍵字為其指定別名。導(dǎo)入標(biāo)準(zhǔn)模塊后，可以通過(guò)模塊名調(diào)用其提供的函數(shù)。 引用其他模塊2標(biāo)準(zhǔn)模塊的使用在Python中，自帶了一些實(shí)用模塊，稱為標(biāo)3常見(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)模塊除了上一節(jié)舉例講述的random模塊外，Python還提供了大約

20、200多個(gè)內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)模塊，涵蓋了Python運(yùn)行服務(wù)、文字模式匹配、操作系統(tǒng)接口、數(shù)學(xué)運(yùn)算、對(duì)象永久保存、網(wǎng)絡(luò)和Internet腳本以及GUI構(gòu)建等方面 引用其他模塊3常見(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)模塊除了上一節(jié)舉例講述的random模塊外，Py日期時(shí)間函數(shù) Python有很多處理日期和時(shí)間的方法，其中轉(zhuǎn)換日期格式是最為常見(jiàn)的。Python提供了time和calendar模塊用于格式化日期和時(shí)間。本節(jié)將針對(duì)這兩個(gè)模塊的函數(shù)進(jìn)行詳細(xì)地介紹。日期時(shí)間函數(shù) Python有很多處理日期和時(shí)1時(shí)間函數(shù)time表現(xiàn)方式有三種：1時(shí)間戳（timestamp）的方式時(shí)間戳表示的是從1970年1月1日00:00:00開(kāi)始按秒計(jì)算的

21、偏移量。返回的是float類型，返回時(shí)間戳的函數(shù)有time()、clock()。2元組（struct_time）方式struct_time元組共有9個(gè)元素，返回struct_time的函數(shù)主要有g(shù)mtime()，localtime()，strptime()。 日期時(shí)間函數(shù)1時(shí)間函數(shù)time表現(xiàn)方式有三種： 日期時(shí)間函數(shù)1時(shí)間函數(shù)表struct_time元組的9個(gè)元素 日期時(shí)間函數(shù)序號(hào)屬性值1tm_year比如20202tm_mon1 到 123tm_mday1 到 314tm_hour0 到 235tm_min0 到 596tm_sec0 到 61 (60或61 是閏秒)7tm_wday0到6

22、 (0是周一)8tm_yday1 到 366(儒略歷)9tm_isdst-1, 0, 1, -1是決定是否為夏令時(shí)的旗幟1時(shí)間函數(shù)表struct_time元組的9個(gè)元素 日期時(shí)間函1時(shí)間函數(shù)3格式化字符串（format time）方式格式化時(shí)間，已格式化的結(jié)構(gòu)使時(shí)間更具可讀性。包括自定義格式和固定格式，比如“2018-5-11”。 日期時(shí)間函數(shù)1時(shí)間函數(shù)3格式化字符串（format time）方式 日1時(shí)間函數(shù)把一個(gè)格式化時(shí)間字符串轉(zhuǎn)化為struct_time。實(shí)際上它和strftime()是逆操作。在這個(gè)函數(shù)中，format默認(rèn)為：%a %b %d %H:%M:%S %Y。他們之間轉(zhuǎn)換關(guān)系如

23、圖所示： 日期時(shí)間函數(shù)1時(shí)間函數(shù)把一個(gè)格式化時(shí)間字符串轉(zhuǎn)化為struct_time1時(shí)間函數(shù)把一個(gè)格式化時(shí)間字符串轉(zhuǎn)化為struct_time的格式化符號(hào)。 日期時(shí)間函數(shù)符號(hào)意義%y 兩位數(shù)的年份表示（00-99）%Y 四位數(shù)的年份表示（000-9999）%m 月份（01-12）%d 月內(nèi)中的一天（0-31）%H 24小時(shí)制小時(shí)數(shù)（0-23）%h 12小時(shí)制小時(shí)數(shù)（01-12） %M 分鐘數(shù)（00=59）%S 秒（00-59）%a 本地簡(jiǎn)化星期名稱%A 本地完整星期名稱%b 本地簡(jiǎn)化的月份名稱%B 本地完整的月份名稱%c 本地相應(yīng)的日期表示和時(shí)間表示%j 年內(nèi)的一天（001-366）%p 本地

24、A.M.或P.M.的等價(jià)符%U 一年中的星期數(shù)（00-53）星期天為星期的開(kāi)始%w 星期（0-6），星期天為星期的開(kāi)始%W 一年中的星期數(shù)（00-53）星期一為星期的開(kāi)始%x 本地相應(yīng)的日期表示%X 本地相應(yīng)的時(shí)間表示%Z 當(dāng)前時(shí)區(qū)的名稱% %號(hào)本身 1時(shí)間函數(shù)把一個(gè)格式化時(shí)間字符串轉(zhuǎn)化為struct_time2日期函數(shù)datetime內(nèi)置對(duì)象關(guān)系如圖所示：分為date/time/timedelta/tzinfo 四個(gè)類，其中date、tzinfo又分別有各自的子類datetim/timezone 日期時(shí)間函數(shù)2日期函數(shù)datetime內(nèi)置對(duì)象關(guān)系如圖所示：分為date3日歷函數(shù)calenda

25、r模塊有很廣泛的方法用來(lái)處理年歷和月歷，如打印某月的月歷，代碼如下。 日期時(shí)間函數(shù)import calendarcal = calendar.month(2020, 5)print(以下輸出2020年5月份的日歷:)print(cal)運(yùn)行結(jié)果如圖所示。3日歷函數(shù)calendar模塊有很廣泛的方法用來(lái)處理年歷和月3日歷函數(shù)除此之外，calendar模塊還提供了很多內(nèi)置函數(shù)： 日期時(shí)間函數(shù)3日歷函數(shù)除此之外，calendar模塊還提供了很多內(nèi)置函數(shù)測(cè)試及打包實(shí)際開(kāi)發(fā)中，當(dāng)一個(gè)開(kāi)發(fā)人員編寫完一個(gè)模塊后，為了讓模塊能夠在項(xiàng)目中達(dá)到想要的效果，這個(gè)開(kāi)發(fā)人員會(huì)自行在.py文件中添加一些測(cè)試信息?！纠繉?duì)“test.py”文件中的add()函數(shù)代碼測(cè)試。def add(a,b): return a+b # 用來(lái)進(jìn)行測(cè)試 ret = add(12,22)print(in test.py file,12+22=%d%ret)運(yùn)行結(jié)果：in test.py file,12+22=34測(cè)試及打包實(shí)際開(kāi)發(fā)中，當(dāng)一個(gè)開(kāi)發(fā)人員編寫完一個(gè)模塊后