Python模块、包与面向对象综合案例

一、Python内置模块

1、什么是Python模块

Python 模块(Module),是一个Python 文件,以 .py 结尾,包含了 Python 对象定义和Python语句。模块能定义函数,类和变量,模块里也能包含可执行的代码。

2、模块的分类

在Python中,模块通常可以分为两大类:内置模块(目前使用的)自定义模块

3、模块的导入方式

☆ import 模块名

☆ from 模块名 import 功能名

☆ from 模块名 import *

☆ import 模块名 as 别名

☆ from 模块名 import 功能名 as 别名

4、使用import导入模块

基本语法:

import 模块名称

import 模块名称1, 模块名称2, ...

使用模块中封装好的方法:

模块名称.方法()

案例:使用import导入math模块

import math

# 求数字9的平方根 = 3
print(math.sqrt(9))

案例:使用import导入math与random模块

import math, random

print(math.sqrt(9))
print(random.randint(-100, 100))

5、使用from 模块名 import 功能名

提问:已经有了import导入模块,为什么还需要使用from 模块名 import 功能名这样的导入方式?

答:import代表导入某个或多个模块中的所有功能,但是有些情况下,我们只希望使用这个模块下的某些方法,而不需要全部导入。这个时候就建议采用from 模块名 import 功能名

☆ from 模块名 import *

这个导入方式代表导入这个模块的所有功能(等价于import 模块名)

from math import *

☆ from 模块名 import 功能名(推荐)

from math import sqrt, floor

注意:以上两种方式都可以用于导入某个模块中的某些方法,但是在调用具体的方法时,我们只需要​​功能名()​​即可

功能名()

案例:

# from math import *
# 或
from math import sqrt, floor

# 调用方式
print(sqrt(9))
print(floor(10.88))

6、使用as关键字为导入模块定义别名

在有些情况下,如导入的模块名称过长,建议使用as关键字对其重命名操作,以后在调用这个模块时,我们就可以使用别名进行操作。

import time as t

# 调用方式
t.sleep(10)

在Python中,如果给模块定义别名,命名规则建议使用大驼峰。

7、使用as关键字为导入功能定义别名

from 模块 import 功能名 as 功能名别名

案例:

from time import sleep as sl, time as t

# 调用方式
print('hello world')
sl(10)
print('hello python')

8、扩展:time模块中的time()方法

在Python中,time模块除了sleep方法以外,还有一个方法叫做time()方法

time.time()

主要功能:就是返回格林制时间到当前时间的秒数(时间戳)

案例:求运行递归代码的执行时间

import time

# 返回:格林制时间到当前时间的秒数
start = time.time()

# 编写递归函数
def func(n):
if n == 10:
return 1
return (func(n+1) + 1) * 2

print(func(1))

end = time.time()
print(f'以上代码共执行了{end - start}s')

二、Python中的自定义模块

1、什么是自定义模块

在Python中,模块一共可以分为两大类:内置系统模块 和 自定义模块

模块的本质:在Python中,模块的本质就是一个Python的独立文件(​​后缀名.py​​),里面可以包含全局变量、函数以及类

注:在Python中,每个Python文件都可以作为一个模块,模块的名字就是文件的名字。也就是说自定义模块名必须要符合标识符命名规则。

2、定义一个自定义模块

案例:在Python项目中创建一个自定义文件,如my_module1.py

def sum_num(num1, num2):
return num1 + num2

3、导入自定义模块

import 模块名称

from 模块名称 import 功能名

案例:

import my_module1


# 调用my_module1模块中自定义的sum_num方法
print(my_module1.sum_num(10, 20))

4、自定义模块中功能测试

在我们编写完自定义模块以后,最好在模块中对代码进行提前测试,以防止有任何异常。

引入一个魔方方法:​​__name__​​,其保存的内存就是一个字符串类型的数据。

随着运行页面的不同,其返回结果也是不同的:

① 如果​​__name__​​​是在当前页面运行时,其返回结果为​​__main__​

② 如果​​__name__​​在第三方页面导入运行时,其返回结果为模块名称

基于以上特性,我们可以把​​__name__​​编写在自定义模块中,其语法如下:

if __name__ == '__main__':
# 执行测试代码

​__name__​​魔术方法除了可以在自定义模块中测试使用,还可以用于编写程序的入口:

# 定义一个main方法(入口文件)
def main():
# 执行我们要执行的功能
# ① 打印选择菜单
# ② 添加学员信息
# ③ 删除学员信息
# ...

# 调用执行入口
if __name__ == '__main__':
main()

5、多模块中功能命名冲突问题

☆ 命名冲突

当我们编写了多个模块时,可能在导入到其他页面时,会产生一个问题:全局变量、函数、类出现重名情况,我们把这个情况就称之为“命名冲突”。

如导入my_module2和my_module3,里面都封装了一个func()方法,其在导入以后,my_module3中的func()方法就会覆盖my_module2中的func()方法。

my_module2.py

def func():
print('my_module2中的func方法')

my_module3.py

def func():
print('my_module3中的func方法')

导入到其他Python文件中,测试效果:

from my_module2 import func
from my_module3 import func

func()

☆ 解决方案

① 把所有模块的导入方式都写入文件的最上面,如果发现命名冲突了,马上和模块的开发人员进行功能核对

② 给重名的方法进行as重命名

from my_module2 import func as my_module2_func
from my_module3 import func as my_module3_func

6、模块命名的注意事项

在实际项目开发中,一定要特别注意:我们自定义的模块名称一定不能和系统内置的模块名称相同,否则会导致代码无法正常执行。

举个栗子:定义一个与系统内置模块同名的模块

​random.py​


​08-Python中引入与系统模块同名的自定义模块.py​

import random

print(random.randint(-100, 100))

以上代码运行结果:

Python模块、包与面向对象综合案例

randint属于random模块的内置方法,不可能存在找不到的情况。之所以出现以上问题的主要原因在于:我们的项目中存在了一个与系统模块同名的模块文件。所以其在引用random模块式,其执行顺序:

​引入某个模块 => 当前项目中寻找是否有同名的文件 => 如果找到则直接使用,未找到 => 继续向上寻找 => Python解析器中​

如何证明:模块的引用一定是按照你说的这个顺序呢?

答:使用​​__file__​​魔术方法

print(random.__file__)

7、__all__魔术方法

如果一个模块文件中有​​__all__​​​变量,当使用​​from xxx import *​​导入时,只能导入这个列表中的元素。

主要功能:限制使用模块中的某些功能,也就是说你导入后可以使用的方法只能是​​__all__​​中封装好的方法。

案例:

my_module.py

__all__ = ['func1']

def func1():
print('func1方法')

def func2():
print('func2方法')

​09-Python中限制引用模块中的方法.py​

from my_module import *

func1()
func2() # 报错

三、Python中的Package包

1、什么是包

包将有联系的模块组织在一起,即放到同一个文件夹下,并且在这个文件夹创建一个名字为​​__init__.py​​ 文件,那么这个文件夹就称之为包。

Python模块、包与面向对象综合案例

2、包的制作

Python模块、包与面向对象综合案例

新建报名如mypackage:

Python模块、包与面向对象综合案例

3、在包中创建多个模块

在mypackage包中创建多个模块:my_module1和my_module2

my_module1.py

print('my_module1')
def func1():
print('mypackage包中的my_module1模块的func1方法')

my_module2.py

print('my_module2')
def func2():
print('mypackage包中的my_module2模块的func2方法')

4、在项目代码中导入包Package

方法一:使用import导入包

import 包名.模块名

# 调用模块中的方法
包名.模块名.方法名()

方法二:使用from导入包

from 包名 import *

# 调用模块方法
模块名.方法名()
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