Python 3 教程
在前面的幾個章節(jié)中我們腳本上是用 python 解釋器來編程，如果你從 Python 解釋器退出再進(jìn)入，那么你定義的所有的方法和變量就都消失了。
為此 Python 提供了一個辦法，把這些定義存放在文件中，為一些腳本或者交互式的解釋器實例使用，這個文件被稱為模塊。
模塊是一個包含所有你定義的函數(shù)和變量的文件，其后綴名是.py。模塊可以被別的程序引入，以使用該模塊中的函數(shù)等功能。這也是使用 python 標(biāo)準(zhǔn)庫的方法。
下面是一個使用 python 標(biāo)準(zhǔn)庫中模塊的例子。
執(zhí)行結(jié)果如下所示：
$ python using_sys.py 參數(shù)1 參數(shù)2 命令行參數(shù)如下: using_sys.py 參數(shù)1 參數(shù)2 Python 路徑為： ['/root', '/usr/lib/python3.4', '/usr/lib/python3.4/plat-x86_64-linux-gnu', '/usr/lib/python3.4/lib-dynload', '/usr/local/lib/python3.4/dist-packages', '/usr/lib/python3/dist-packages']
想使用 Python 源文件，只需在另一個源文件里執(zhí)行 import 語句，語法如下：
import module1[, module2[,... moduleN]
當(dāng)解釋器遇到 import 語句，如果模塊在當(dāng)前的搜索路徑就會被導(dǎo)入。
搜索路徑是一個解釋器會先進(jìn)行搜索的所有目錄的列表。如想要導(dǎo)入模塊 support，需要把命令放在腳本的頂端：
test.py 引入 support 模塊：
以上實例輸出結(jié)果：
$ python3 test.py Hello : Runoob
一個模塊只會被導(dǎo)入一次，不管你執(zhí)行了多少次import。這樣可以防止導(dǎo)入模塊被一遍又一遍地執(zhí)行。
當(dāng)我們使用import語句的時候，Python解釋器是怎樣找到對應(yīng)的文件的呢？
這就涉及到Python的搜索路徑，搜索路徑是由一系列目錄名組成的，Python解釋器就依次從這些目錄中去尋找所引入的模塊。
這看起來很像環(huán)境變量，事實上，也可以通過定義環(huán)境變量的方式來確定搜索路徑。
搜索路徑是在Python編譯或安裝的時候確定的，安裝新的庫應(yīng)該也會修改。搜索路徑被存儲在sys模塊中的path變量，做一個簡單的實驗，在交互式解釋器中，輸入以下代碼：
>>> import sys >>> sys.path ['', '/usr/lib/python3.4', '/usr/lib/python3.4/plat-x86_64-linux-gnu', '/usr/lib/python3.4/lib-dynload', '/usr/local/lib/python3.4/dist-packages', '/usr/lib/python3/dist-packages'] >>>
sys.path 輸出是一個列表，其中第一項是空串''，代表當(dāng)前目錄（若是從一個腳本中打印出來的話，可以更清楚地看出是哪個目錄），亦即我們執(zhí)行python解釋器的目錄（對于腳本的話就是運行的腳本所在的目錄）。
因此若像我一樣在當(dāng)前目錄下存在與要引入模塊同名的文件，就會把要引入的模塊屏蔽掉。
了解了搜索路徑的概念，就可以在腳本中修改sys.path來引入一些不在搜索路徑中的模塊。
現(xiàn)在，在解釋器的當(dāng)前目錄或者 sys.path 中的一個目錄里面來創(chuàng)建一個fibo.py的文件，代碼如下：
然后進(jìn)入Python解釋器，使用下面的命令導(dǎo)入這個模塊：
>>> import fibo
這樣做并沒有把直接定義在fibo中的函數(shù)名稱寫入到當(dāng)前符號表里，只是把模塊fibo的名字寫到了那里。
可以使用模塊名稱來訪問函數(shù)：
如果你打算經(jīng)常使用一個函數(shù)，你可以把它賦給一個本地的名稱：
>>> fib = fibo.fib >>> fib(500) 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377
Python 的 from 語句讓你從模塊中導(dǎo)入一個指定的部分到當(dāng)前命名空間中，語法如下：
from modname import name1[, name2[, ... nameN]]
例如，要導(dǎo)入模塊 fibo 的 fib 函數(shù)，使用如下語句：
>>> from fibo import fib, fib2 >>> fib(500) 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377
這個聲明不會把整個fibo模塊導(dǎo)入到當(dāng)前的命名空間中，它只會將fibo里的fib函數(shù)引入進(jìn)來。
把一個模塊的所有內(nèi)容全都導(dǎo)入到當(dāng)前的命名空間也是可行的，只需使用如下聲明：
from modname import *
這提供了一個簡單的方法來導(dǎo)入一個模塊中的所有項目。然而這種聲明不該被過多地使用。
模塊除了方法定義，還可以包括可執(zhí)行的代碼。這些代碼一般用來初始化這個模塊。這些代碼只有在第一次被導(dǎo)入時才會被執(zhí)行。
每個模塊有各自獨立的符號表，在模塊內(nèi)部為所有的函數(shù)當(dāng)作全局符號表來使用。
所以，模塊的作者可以放心大膽的在模塊內(nèi)部使用這些全局變量，而不用擔(dān)心把其他用戶的全局變量搞混。
從另一個方面，當(dāng)你確實知道你在做什么的話，你也可以通過 modname.itemname 這樣的表示法來訪問模塊內(nèi)的函數(shù)。
模塊是可以導(dǎo)入其他模塊的。在一個模塊（或者腳本，或者其他地方）的最前面使用 import 來導(dǎo)入一個模塊，當(dāng)然這只是一個慣例，而不是強制的。被導(dǎo)入的模塊的名稱將被放入當(dāng)前操作的模塊的符號表中。
還有一種導(dǎo)入的方法，可以使用 import 直接把模塊內(nèi)（函數(shù)，變量的）名稱導(dǎo)入到當(dāng)前操作模塊。比如:
>>> from fibo import fib, fib2 >>> fib(500) 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377
這種導(dǎo)入的方法不會把被導(dǎo)入的模塊的名稱放在當(dāng)前的字符表中（所以在這個例子里面，fibo 這個名稱是沒有定義的）。
這還有一種方法，可以一次性的把模塊中的所有（函數(shù)，變量）名稱都導(dǎo)入到當(dāng)前模塊的字符表:
>>> from fibo import * >>> fib(500) 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377
這將把所有的名字都導(dǎo)入進(jìn)來，但是那些由單一下劃線（_）開頭的名字不在此例。大多數(shù)情況， Python程序員不使用這種方法，因為引入的其它來源的命名，很可能覆蓋了已有的定義。
一個模塊被另一個程序第一次引入時，其主程序?qū)⑦\行。如果我們想在模塊被引入時，模塊中的某一程序塊不執(zhí)行，我們可以用__name__屬性來使該程序塊僅在該模塊自身運行時執(zhí)行。
#!/usr/bin/python3
# Filename: using_name.py
if __name__ == '__main__':
print('程序自身在運行')
else:
print('我來自另一模塊')
運行輸出如下：
$ python using_name.py 程序自身在運行
$ python >>> import using_name 我來自另一模塊 >>>
說明： 每個模塊都有一個__name__屬性，當(dāng)其值是'__main__'時，表明該模塊自身在運行，否則是被引入。
說明：__name__ 與 __main__ 底下是雙下劃線， _ _ 是這樣去掉中間的那個空格。
內(nèi)置的函數(shù) dir() 可以找到模塊內(nèi)定義的所有名稱。以一個字符串列表的形式返回:
>>> import fibo, sys >>> dir(fibo) ['__name__', 'fib', 'fib2'] >>> dir(sys) ['__displayhook__', '__doc__', '__excepthook__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__stderr__', '__stdin__', '__stdout__', '_clear_type_cache', '_current_frames', '_debugmallocstats', '_getframe', '_home', '_mercurial', '_xoptions', 'abiflags', 'api_version', 'argv', 'base_exec_prefix', 'base_prefix', 'builtin_module_names', 'byteorder', 'call_tracing', 'callstats', 'copyright', 'displayhook', 'dont_write_bytecode', 'exc_info', 'excepthook', 'exec_prefix', 'executable', 'exit', 'flags', 'float_info', 'float_repr_style', 'getcheckinterval', 'getdefaultencoding', 'getdlopenflags', 'getfilesystemencoding', 'getobjects', 'getprofile', 'getrecursionlimit', 'getrefcount', 'getsizeof', 'getswitchinterval', 'gettotalrefcount', 'gettrace', 'hash_info', 'hexversion', 'implementation', 'int_info', 'intern', 'maxsize', 'maxunicode', 'meta_path', 'modules', 'path', 'path_hooks', 'path_importer_cache', 'platform', 'prefix', 'ps1', 'setcheckinterval', 'setdlopenflags', 'setprofile', 'setrecursionlimit', 'setswitchinterval', 'settrace', 'stderr', 'stdin', 'stdout', 'thread_info', 'version', 'version_info', 'warnoptions']
如果沒有給定參數(shù)，那么 dir() 函數(shù)會羅列出當(dāng)前定義的所有名稱:
>>> a = [1, 2, 3, 4, 5] >>> import fibo >>> fib = fibo.fib >>> dir() # 得到一個當(dāng)前模塊中定義的屬性列表 ['__builtins__', '__name__', 'a', 'fib', 'fibo', 'sys'] >>> a = 5 # 建立一個新的變量 'a' >>> dir() ['__builtins__', '__doc__', '__name__', 'a', 'sys'] >>> >>> del a # 刪除變量名a >>> >>> dir() ['__builtins__', '__doc__', '__name__', 'sys'] >>>
Python 本身帶著一些標(biāo)準(zhǔn)的模塊庫，在 Python 庫參考文檔中將會介紹到（就是后面的"庫參考文檔"）。
有些模塊直接被構(gòu)建在解析器里，這些雖然不是一些語言內(nèi)置的功能，但是他卻能很高效的使用，甚至是系統(tǒng)級調(diào)用也沒問題。
這些組件會根據(jù)不同的操作系統(tǒng)進(jìn)行不同形式的配置，比如 winreg 這個模塊就只會提供給 Windows 系統(tǒng)。
應(yīng)該注意到這有一個特別的模塊 sys ，它內(nèi)置在每一個 Python 解析器中。變量 sys.ps1 和 sys.ps2 定義了主提示符和副提示符所對應(yīng)的字符串:
>>> import sys
>>> sys.ps1
'>>> '
>>> sys.ps2
'... '
>>> sys.ps1 = 'C> '
C> print('Runoob!')
Runoob!
C>
包是一種管理 Python 模塊命名空間的形式，采用"點模塊名稱"。
比如一個模塊的名稱是 A.B， 那么他表示一個包 A中的子模塊 B 。
就好像使用模塊的時候，你不用擔(dān)心不同模塊之間的全局變量相互影響一樣，采用點模塊名稱這種形式也不用擔(dān)心不同庫之間的模塊重名的情況。
這樣不同的作者都可以提供 NumPy 模塊，或者是 Python 圖形庫。
不妨假設(shè)你想設(shè)計一套統(tǒng)一處理聲音文件和數(shù)據(jù)的模塊（或者稱之為一個"包"）。
現(xiàn)存很多種不同的音頻文件格式（基本上都是通過后綴名區(qū)分的，例如： .wav，:file:.aiff，:file:.au，），所以你需要有一組不斷增加的模塊，用來在不同的格式之間轉(zhuǎn)換。
并且針對這些音頻數(shù)據(jù)，還有很多不同的操作（比如混音，添加回聲，增加均衡器功能，創(chuàng)建人造立體聲效果），所以你還需要一組怎么也寫不完的模塊來處理這些操作。
這里給出了一種可能的包結(jié)構(gòu)（在分層的文件系統(tǒng)中）:
sound/ 頂層包
__init__.py 初始化 sound 包
formats/ 文件格式轉(zhuǎn)換子包
__init__.py
wavread.py
wavwrite.py
aiffread.py
aiffwrite.py
auread.py
auwrite.py
...
effects/ 聲音效果子包
__init__.py
echo.py
surround.py
reverse.py
...
filters/ filters 子包
__init__.py
equalizer.py
vocoder.py
karaoke.py
...
在導(dǎo)入一個包的時候，Python 會根據(jù) sys.path 中的目錄來尋找這個包中包含的子目錄。
目錄只有包含一個叫做 __init__.py 的文件才會被認(rèn)作是一個包，主要是為了避免一些濫俗的名字（比如叫做 string）不小心的影響搜索路徑中的有效模塊。
最簡單的情況，放一個空的 :file:__init__.py就可以了。當(dāng)然這個文件中也可以包含一些初始化代碼或者為（將在后面介紹的） __all__變量賦值。
用戶可以每次只導(dǎo)入一個包里面的特定模塊，比如:
import sound.effects.echo
這將會導(dǎo)入子模塊:sound.effects.echo。 他必須使用全名去訪問:
sound.effects.echo.echofilter(input, output, delay=0.7, atten=4)
還有一種導(dǎo)入子模塊的方法是:
from sound.effects import echo
這同樣會導(dǎo)入子模塊: echo，并且他不需要那些冗長的前綴，所以他可以這樣使用:
echo.echofilter(input, output, delay=0.7, atten=4)
還有一種變化就是直接導(dǎo)入一個函數(shù)或者變量:
from sound.effects.echo import echofilter
同樣的，這種方法會導(dǎo)入子模塊: echo，并且可以直接使用他的 echofilter() 函數(shù):
echofilter(input, output, delay=0.7, atten=4)
注意當(dāng)使用 from package import item 這種形式的時候，對應(yīng)的 item 既可以是包里面的子模塊（子包），或者包里面定義的其他名稱，比如函數(shù)，類或者變量。
import 語法會首先把 item 當(dāng)作一個包定義的名稱，如果沒找到，再試圖按照一個模塊去導(dǎo)入。如果還沒找到，拋出一個 :exc:ImportError 異常。
反之，如果使用形如 import item.subitem.subsubitem 這種導(dǎo)入形式，除了最后一項，都必須是包，而最后一項則可以是模塊或者是包，但是不可以是類，函數(shù)或者變量的名字。
設(shè)想一下，如果我們使用 from sound.effects import *會發(fā)生什么？
Python 會進(jìn)入文件系統(tǒng)，找到這個包里面所有的子模塊，一個一個的把它們都導(dǎo)入進(jìn)來。
但是很不幸，這個方法在 Windows平臺上工作的就不是非常好，因為Windows是一個大小寫不區(qū)分的系統(tǒng)。
在這類平臺上，沒有人敢擔(dān)保一個叫做 ECHO.py 的文件導(dǎo)入為模塊 echo 還是 Echo 甚至 ECHO。
（例如，Windows 95就很討厭的把每一個文件的首字母大寫顯示）而且 DOS 的 8+3 命名規(guī)則對長模塊名稱的處理會把問題搞得更糾結(jié)。
為了解決這個問題，只能煩勞包作者提供一個精確的包的索引了。
導(dǎo)入語句遵循如下規(guī)則：如果包定義文件 __init__.py 存在一個叫做 __all__ 的列表變量，那么在使用 from package import * 的時候就把這個列表中的所有名字作為包內(nèi)容導(dǎo)入。
作為包的作者，可別忘了在更新包之后保證 __all__ 也更新了啊。你說我就不這么做，我就不使用導(dǎo)入*這種用法，好吧，沒問題，誰讓你是老板呢。這里有一個例子，在:file:sounds/effects/__init__.py中包含如下代碼:
__all__ = ["echo", "surround", "reverse"]
這表示當(dāng)你使用from sound.effects import *這種用法時，你只會導(dǎo)入包里面這三個子模塊。
如果 __all__ 真的沒有定義，那么使用from sound.effects import *這種語法的時候，就不會導(dǎo)入包 sound.effects 里的任何子模塊。他只是把包sound.effects和它里面定義的所有內(nèi)容導(dǎo)入進(jìn)來（可能運行__init__.py里定義的初始化代碼）。
這會把 __init__.py 里面定義的所有名字導(dǎo)入進(jìn)來。并且他不會破壞掉我們在這句話之前導(dǎo)入的所有明確指定的模塊。看下這部分代碼:
import sound.effects.echo import sound.effects.surround from sound.effects import *
這個例子中，在執(zhí)行 from...import 前，包 sound.effects 中的 echo 和 surround 模塊都被導(dǎo)入到當(dāng)前的命名空間中了。（當(dāng)然如果定義了 __all__ 就更沒問題了）
通常我們并不主張使用 * 這種方法來導(dǎo)入模塊，因為這種方法經(jīng)常會導(dǎo)致代碼的可讀性降低。不過這樣倒的確是可以省去不少敲鍵的功夫，而且一些模塊都設(shè)計成了只能通過特定的方法導(dǎo)入。
記住，使用 from Package import specific_submodule 這種方法永遠(yuǎn)不會有錯。事實上，這也是推薦的方法。除非是你要導(dǎo)入的子模塊有可能和其他包的子模塊重名。
如果在結(jié)構(gòu)中包是一個子包（比如這個例子中對于包sound來說），而你又想導(dǎo)入兄弟包（同級別的包）你就得使用導(dǎo)入絕對的路徑來導(dǎo)入。比如，如果模塊sound.filters.vocoder 要使用包 sound.effects 中的模塊 echo，你就要寫成 from sound.effects import echo。
from . import echo from .. import formats from ..filters import equalizer
無論是隱式的還是顯式的相對導(dǎo)入都是從當(dāng)前模塊開始的。主模塊的名字永遠(yuǎn)是"__main__"，一個Python應(yīng)用程序的主模塊，應(yīng)當(dāng)總是使用絕對路徑引用。
包還提供一個額外的屬性__path__。這是一個目錄列表，里面每一個包含的目錄都有為這個包服務(wù)的__init__.py，你得在其他__init__.py被執(zhí)行前定義哦。可以修改這個變量，用來影響包含在包里面的模塊和子包。
這個功能并不常用，一般用來擴(kuò)展包里面的模塊。