Python財(cái)經(jīng)應(yīng)用：編程基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)分析與可視化第四章使用模塊和庫編程中國農(nóng)業(yè)大學(xué)李輝使用模塊

和庫編程本章節(jié)內(nèi)容圍繞Python模塊、包、標(biāo)準(zhǔn)庫、第三方庫以及財(cái)經(jīng)數(shù)據(jù)獲取與分析庫的使用展開，旨在幫助財(cái)經(jīng)數(shù)據(jù)分析從業(yè)者掌握高效代碼組織與復(fù)用的方法，以及利用Python生態(tài)系統(tǒng)中的工具解決實(shí)際問題的能力。通過本章節(jié)的學(xué)習(xí)，能夠熟練運(yùn)用Python生態(tài)系統(tǒng)中的工具，高效處理財(cái)經(jīng)數(shù)據(jù)，構(gòu)建專業(yè)化的分析模型，為金融決策提供數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的支持。01

模塊的使用與創(chuàng)建02

包的創(chuàng)建與使用03

常見標(biāo)準(zhǔn)庫的使用04

常見第三方庫的使用05

財(cái)經(jīng)數(shù)據(jù)獲取與分析庫01

模塊的使用與創(chuàng)建02

包的創(chuàng)建與使用03

常見標(biāo)準(zhǔn)庫的使用04

常見第三方庫的使用05

財(cái)經(jīng)數(shù)據(jù)獲取與分析庫4.1

模塊的使用與創(chuàng)建第四章使用模塊和庫編程Python的模塊機(jī)制作為封裝Python代碼的文件存在，通過import語句的調(diào)用，實(shí)現(xiàn)了代碼的復(fù)用并有效防止了命名空間的沖突。模塊中不僅容納了函數(shù)、類和變量，還能以包的形式進(jìn)行更結(jié)構(gòu)化的編排。將可復(fù)用的函數(shù)或類集合到獨(dú)立的模塊中，是Python編程中的一種常見做法。這些模塊，亦稱為函數(shù)模塊，是執(zhí)行計(jì)算任務(wù)的代碼單元。利用這些模塊的程序，稱之為客戶程序。客戶程序在調(diào)用模塊提供的功能時(shí)，無須深入探究其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)。模塊與客戶程序之間的交互遵循API（應(yīng)用程序編程接口）的約定，API詳細(xì)闡述了模塊中函數(shù)和類的功能及其調(diào)用方式。模塊化設(shè)計(jì)的核心理念是先確立API的設(shè)計(jì)，隨后實(shí)現(xiàn)這些功能，并最終在客戶程序中導(dǎo)入和使用這些模塊提供的元素。模塊的使用與創(chuàng)建——模塊的概念在命名模塊時(shí)，應(yīng)遵循Python的標(biāo)識(shí)符命名規(guī)則，避免以數(shù)字開頭，同時(shí)確保模塊名稱的獨(dú)特性，以免與現(xiàn)有模塊發(fā)生命名沖突。在每個(gè)模塊的定義中都包括一個(gè)記錄模塊名稱的變量“__name__”，程序可以檢查該變量，以確定該程序當(dāng)前在哪個(gè)模塊中執(zhí)行。如果一個(gè)模塊不是被導(dǎo)入到其他程序中執(zhí)行，那么它可能在解釋器的頂級(jí)模塊中執(zhí)行。__name__：Python的內(nèi)置屬性，用于表示當(dāng)前模塊的名字，也能反映一個(gè)包的結(jié)構(gòu)。如果.py文件作為模塊被調(diào)用，__name__的屬性值為模塊文件的主名，如果模塊獨(dú)立運(yùn)行，__name__屬性值為__main__。語句if__name__=='main'：作用是控制這兩種不同情況執(zhí)行代碼的過程，當(dāng)__name__值為“main”時(shí)，為頂級(jí)模塊，文件作為腳本直接執(zhí)行，而使用import或from語句導(dǎo)入到其他程序中時(shí)，模塊中的代碼是不會(huì)被執(zhí)行的。模塊的使用與創(chuàng)建——模塊的概念可以編寫大規(guī)模的軟件系統(tǒng)：通過把復(fù)雜的任務(wù)分解為子任務(wù)，可以實(shí)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)合作開發(fā)，完成大規(guī)模的軟件系統(tǒng)。控制程序的復(fù)雜度：分解后的子任務(wù)實(shí)現(xiàn)模塊代碼規(guī)模一般控制在數(shù)百行之內(nèi)，從而可以控制程序的復(fù)雜度，各代碼調(diào)試可以限制在較少代碼范圍內(nèi)。實(shí)現(xiàn)代碼重用：一旦實(shí)現(xiàn)了通用模塊如math、random等，任何客戶程序都可通過導(dǎo)入模塊，直接重用代碼，而無須重復(fù)實(shí)現(xiàn)。增強(qiáng)可維護(hù)性：模塊化程序設(shè)計(jì)可以增強(qiáng)程序的可讀性。通過改進(jìn)一個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)，可以使得使用該模塊的客戶程序同時(shí)被改進(jìn)。模塊的使用與創(chuàng)建——模塊化程序設(shè)計(jì)的優(yōu)越性內(nèi)置模塊：內(nèi)置模塊是Python自帶的模塊，也稱為“標(biāo)準(zhǔn)庫”，如數(shù)學(xué)計(jì)算的math、日期和時(shí)間處理的datetime、系統(tǒng)相關(guān)功能的sys等。第三方模塊：第三方模塊是指不是Python自帶的模塊，也稱為“擴(kuò)展庫”，這類模塊需要另外安裝。自定義模塊：自己先編寫好一個(gè)實(shí)現(xiàn)了特定功能的模塊后，在以后需要該功能的客戶程序中，都可以導(dǎo)入這個(gè)模塊，這也稱為自定義模塊。要實(shí)現(xiàn)自定義模塊主要分為兩部分：一部分是創(chuàng)建模塊；另一部分是導(dǎo)入模塊。模塊的使用與創(chuàng)建——Python中使用的模塊模塊的導(dǎo)入import語句導(dǎo)入模塊：直接通過import導(dǎo)入的模塊可以在當(dāng)前程序中使用該模塊的所有內(nèi)容，但是在使用模塊中的某個(gè)具體的函數(shù)/類/屬性時(shí)，需要加上模塊的名字。使用方式為“模塊名.函數(shù)名/類名/屬性名”:importmathprint(math.fabs(-1))使用import語句導(dǎo)入模塊時(shí)，模塊名區(qū)分大小寫字母，例如，上述模塊名math不能寫成Math?？梢栽谝恍袃?nèi)導(dǎo)入多個(gè)模塊，如：importtime,os,sys模塊的導(dǎo)入from-import語句導(dǎo)入模塊：如果在程序中只需要使用模塊中的某個(gè)函數(shù)/類/屬性，則可以用關(guān)鍵字from導(dǎo)入，這種導(dǎo)入方式可以在程序中直接使用函數(shù)名/類名/屬性名。from-import語句的語法格式如下：frommodulenameimportmember參數(shù)說明如下：modulename：模塊名稱，區(qū)分字母大小寫，需要和定義模塊時(shí)設(shè)置的模塊名稱的大小寫保持一致。member：用于指定要導(dǎo)入該模塊中的成員，它包括模塊中的函數(shù)/類/屬性等?？梢酝瑫r(shí)導(dǎo)入多個(gè)成員，各個(gè)成員之間使用逗號(hào)“,”分隔。如果想導(dǎo)入全部定義，也可以使用通配符“*”代替。若查看具體導(dǎo)入了哪些成員，可以通過顯示dir()函數(shù)的值來查看。模塊的導(dǎo)入【例4-1】from-import語句導(dǎo)入模塊應(yīng)用示例。實(shí)現(xiàn)代碼如下：frommathimportfabsprint(fabs(-1))importnumpyasnp在導(dǎo)入模塊或者某個(gè)具體函數(shù)時(shí)，如果出現(xiàn)同名的情況或者為了簡化名稱，則可以使用關(guān)鍵字as為模塊或者函數(shù)定義一個(gè)別名。在通常情況下，我們把能夠?qū)崿F(xiàn)某一特定功能的代碼放置在一個(gè)文件中作為一個(gè)模塊，從而方便其他程序?qū)氩⑹褂?。把?jì)算任務(wù)分離成不同模塊的程序設(shè)計(jì)方