Python：模块和包
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3bb3967bb4
commit
54ce20d066
@ -327,3 +327,53 @@ print(f)
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for val in f:
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print(val)
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```
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## 全局、局部变量
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**定义在函数内部的变量拥有一个局部作用域，定义在函数外的拥有全局作用域。**
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局部变量只能在其被声明的函数内部访问，而全局变量可以在整个程序范围内访问。调用函数时，所有在函数内声明的变量名称都将被加入到作用域中。如下实例：
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```python
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total = 0 # 全局变量
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def sum( arg1, arg2 ):
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# 返回 2 个参数的和
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total = arg1 + arg2 # total在这里是局部变量.
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print ("函数内是局部变量 : ", total)
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return total
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#调用 sum 函数
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sum( 10, 20 )
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print ("函数外是全局变量 : ", total)
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```
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## global、nonlocal 关键字
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内部作用域修改外部作用域的变量时，需要使用 global 关键字声明。反之要修改嵌套作用域（enclosing 作用域，外层非全局作用域）中的变量则需要 nonlocal 关键字。
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```python
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num = 1
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def fun1():
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global num # 需要使用 global 关键字声明
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print(num)
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num = 123
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print(num)
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fun1()
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print(num)
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```
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```python
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def outer():
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num = 10
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def inner():
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nonlocal num # nonlocal关键字声明
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num = 100
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print(num)
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inner()
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print(num)
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outer()
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```
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236
wiki/programming-language/Python/入门/模块和包.md
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236
wiki/programming-language/Python/入门/模块和包.md
Normal file
@ -0,0 +1,236 @@
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title: 模块和包
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description: Python 模块和包
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keywords:
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- Python
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- 模块和包
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tags:
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- Python
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sidebar_position: 7
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author: 7Wate
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date: 2022-11-28
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在编程语言中，代码块、函数、类、模块，一直到包，逐级封装，层层调用。**在 Python 中，一个`.py`文件就是一个模块，模块是比类更高一级的封装。**在其他语言，被导入的模块也通常称为库。
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## 模块
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**模块可以分为自定义模块、内置模块和第三方模块**。使用模块有什么好处？
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- 首先，提高了代码的可维护性。
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- 其次，编写代码不必从零开始。当一个模块编写完毕，就可以被其他的模块引用。不要重复造轮子，我们简简单单地使用已经有的模块就好了。
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- 使用模块还可以避免类名、函数名和变量名发生冲突。相同名字的类、函数和变量完全可以分别存在不同的模块中。但是也要注意尽量不要与内置函数名（类名）冲突。
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### 自定义模块
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自己开发完成复用的模块。
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### 标准模块
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Python 拥有一个强大的标准库。Python语言的核心只包含数值、字符串、列表、字典、文件等常见类型和函数，而由 Python 标准库提供了系统管理、网络通信、文本处理、数据库接口、图形系统、XML 处理等额外的功能。
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Python 标准库的主要功能有：
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- 文本处理，包含文本格式化、正则表达式、文本差异计算与合并、Unicode 支援，二进制数据处理等功能。
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- 文件系统功能，包含文件和目录操作、建立临时文件、文件压缩与归档、操作配置文件等功能。
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- 操作系统功能，包含线程与进程支持、IO 复用、日期与时间处理、调用系统函数、日志（logging）等功能。
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- 网络通信，包含网络套接字，SSL 加密通信、异步网络通信等功能。支持 HTTP，FTP，SMTP，POP，IMAP，NNTP，XMLRPC 等多种网络协议，并提供了编写网络服务器的框架。
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- W3C 格式支持，包含 HTML，SGML，XML 的处理。
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- 其它功能，包括国际化支持、数学运算、HASH、Tkinter 等。
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### 第三方模块
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Python 拥有大量的第三方模块，这也是其核心优点之一。基本上，所有的第三方模块都会在[PyPI - the Python Package Index](https://pypi.python.org/)上注册，只要找到对应的模块名字，即可用 pip 安装。
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## 包
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Python 为了避免模块名冲突，又引入了按目录来组织模块的方法，称为包（Package），**包是模块的集合，比模块又高一级的封装。**包是一个分层次的文件目录结构，它定义了一个由模块及子包，和子包下的子包等组成的 Python 的应用环境。**包名通常为全部小写，避免使用下划线。**
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简单来说，包就是文件夹，但该文件夹下必须存在 `__init__.py` 文件, 该文件的内容可以为空。`__init__.py` 用于标识当前文件夹是一个包。
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```markdown
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test.py
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package_runoob
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|-- __init__.py
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|-- runoob1.py
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|-- runoob2.py
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```
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```python
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# package_runoob/runoob1.py
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def runoob1():
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print "I'm in runoob1"
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# package_runoob/runoob2.py
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def runoob2():
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print "I'm in runoob2"
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# package_runoob/__init__.py
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if __name__ == '__main__':
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print '作为主程序运行'
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else:
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print 'package_runoob 初始化'
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# test.py
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from package_runoob.runoob1 import runoob1
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from package_runoob.runoob2 import runoob2
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runoob1()
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runoob2()
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# 输出
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# package_runoob 初始化
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# I'm in runoob1
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# I'm in runoob2
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```
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## import
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Python 中，模块（包、类、函数）的导入方式有以下四种：
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```python
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import xx.xx
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from xx.xx import xx
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from xx.xx import xx as rename
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from xx.xx import *
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```
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### import xx.xx
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将对象（这里的对象指的是包、模块、类或者函数，下同）中的所有内容导入。如果该对象是个模块，那么调用对象内的类、函数或变量时，需要以`module.xxx`的方式。
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```python
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# Module_a.py
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def func():
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print("this is module A!")
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# Main.py
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import module_a
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module_a.func() # 调用方法
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```
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### from xx.xx import xx.xx
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从某个对象内导入某个指定的部分到当前命名空间中，不会将整个对象导入。这**种方式可以节省写长串导入路径的代码，但要小心名字冲突**。
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```python
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# Main.py
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from module_a import func
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module_a.func() # 错误的调用方式
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func() # 这时需要直接调用 func
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```
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### from xx.xx import xx as rename
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为了避免命名冲突，在导入的时候，可以给导入的对象重命名。
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```python
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# Main.py
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from module_a import func as f
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def func(): # main 模块内部已经有了 func 函数
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print("this is main module!")
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func()
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f()
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```
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### from xx.xx import *
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||||
将对象内的所有内容全部导入。非常容易发生命名冲突，请慎用！
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```python
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# Main.py
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from module_a import *
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def func():
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print("this is main module!")
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func() # 从 module 导入的 func 被 main 的 func 覆盖了
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```
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### 模块搜索路径
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**不管在程序中执行了多少次import，一个模块只会被导入一次。**导入一个模块，Python 解析器对模块位置的搜索顺序是：
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1. Python 项目当前目录
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2. Python 搜索在 shell 变量 PYTHONPATH 下的每个目录。
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3. Python 默认搜索路径。UNIX下，默认路径一般为 /usr/local/lib/python/。
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模块搜索路径存储在 system 模块的 sys.path 变量中。变量里包含当前目录，PYTHONPATH 由安装过程决定的默认目录。
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```python
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import sys
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print(sys.path)
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# ['/workspace/PythonStudy', '/usr/local/lib/python310.zip', '/usr/local/lib/python3.10', '/usr/local/lib/python3.10/lib-dynload', '/home/user/.local/lib/python3.10/site-packages']
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```
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||||
## 命名空间
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||||
命名空间（Namespace）是从名称到对象的映射，大部分的命名空间都是通过 Python 字典来实现的。
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||||
命名空间提供了在项目中避免名字冲突的一种方法。各个命名空间是独立的，没有任何关系的，所以一个命名空间中不能有重名，但不同的命名空间是可以重名而没有任何影响。
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||||
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||||
一般有三种命名空间：
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||||
- **内置名称（built-in names**）：Python 语言内置的名称，比如函数名 abs、char 和异常名称 BaseException、Exception 等等。
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||||
- **全局名称（global names）**：模块中定义的名称，记录了模块的变量，包括函数、类、其它导入的模块、模块级的变量和常量。
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||||
- **局部名称（local names）**：函数中定义的名称，记录了函数的变量，包括函数的参数和局部定义的变量。（类中定义的也是）
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||||
假设我们要使用变量 runoob，则 **Python 的查找顺序为：局部的命名空间 -> 全局命名空间 -> 内置命名空间。**
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||||
如果找不到变量 runoob，它将放弃查找并引发一个 NameError 异常：`NameError: name 'runoob' is not defined。`
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||||
### 生命周期
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||||
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||||
命名空间的生命周期取决于对象的作用域，如果对象执行完成，则该命名空间的生命周期就结束。因此，我们**无法从外部命名空间访问内部命名空间的对象。**
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```python
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# var1 是全局名称
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var1 = 5
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def some_func():
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# var2 是局部名称
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var2 = 6
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def some_inner_func():
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# var3 是内嵌的局部名称
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var3 = 7
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```
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## 作用域
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||||
作用域就是一个 Python 程序可以直接访问命名空间的正文区域。
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||||
在一个 python 程序中，直接访问一个变量，会从内到外依次访问所有的作用域直到找到，否则会报未定义的错误。
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||||
Python 中，程序的变量并不是在哪个位置都可以访问的，访问权限决定于这个变量是在哪里赋值的。
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||||
变量的作用域决定了在哪一部分程序可以访问哪个特定的变量名称。Python 的作用域一共有4种，分别是：
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||||
- **L（Local）**：最内层，包含局部变量，比如一个函数/方法内部。
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||||
- **E（Enclosing）**：包含了非局部（non-local）也非全局（non-global）的变量。比如两个嵌套函数，一个函数（或类） A 里面又包含了一个函数 B ，那么对于 B 中的名称来说 A 中的作用域就为 nonlocal。
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||||
- **G（Global）**：当前脚本的最外层，比如当前模块的全局变量。
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||||
- **B（Built-in）**： 包含了内建的变量 / 关键字等，最后被搜索。
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规则顺序： **L –> E –> G –> B**。
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```python
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g_count = 0 # 全局作用域
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def outer():
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o_count = 1 # 闭包函数外的函数中
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def inner():
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i_count = 2 # 局部作用域
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```
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@ -1,126 +0,0 @@
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||||
title: 命名空间和作用域
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||||
description: Python 命名空间和作用域
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keywords:
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||||
- Python
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||||
- 命名空间和作用域
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||||
tags:
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||||
- Python
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sidebar_position: 1
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||||
author: 7Wate
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||||
date: 2022-11-20
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## 命名空间
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命名空间（Namespace）是从名称到对象的映射，大部分的命名空间都是通过 Python 字典来实现的。
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命名空间提供了在项目中避免名字冲突的一种方法。各个命名空间是独立的，没有任何关系的，所以一个命名空间中不能有重名，但不同的命名空间是可以重名而没有任何影响。
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一般有三种命名空间：
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- **内置名称（built-in names**）：Python 语言内置的名称，比如函数名 abs、char 和异常名称 BaseException、Exception 等等。
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- **全局名称（global names）**：模块中定义的名称，记录了模块的变量，包括函数、类、其它导入的模块、模块级的变量和常量。
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||||
- **局部名称（local names）**：函数中定义的名称，记录了函数的变量，包括函数的参数和局部定义的变量。（类中定义的也是）
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假设我们要使用变量 runoob，则 **Python 的查找顺序为：局部的命名空间 -> 全局命名空间 -> 内置命名空间。**
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如果找不到变量 runoob，它将放弃查找并引发一个 NameError 异常：`NameError: name 'runoob' is not defined。`
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### 生命周期
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||||
命名空间的生命周期取决于对象的作用域，如果对象执行完成，则该命名空间的生命周期就结束。因此，我们**无法从外部命名空间访问内部命名空间的对象。**
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```python
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# var1 是全局名称
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var1 = 5
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def some_func():
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||||
# var2 是局部名称
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||||
var2 = 6
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||||
def some_inner_func():
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||||
|
||||
# var3 是内嵌的局部名称
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||||
var3 = 7
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```
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## 作用域
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作用域就是一个 Python 程序可以直接访问命名空间的正文区域。
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在一个 python 程序中，直接访问一个变量，会从内到外依次访问所有的作用域直到找到，否则会报未定义的错误。
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||||
Python 中，程序的变量并不是在哪个位置都可以访问的，访问权限决定于这个变量是在哪里赋值的。
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||||
变量的作用域决定了在哪一部分程序可以访问哪个特定的变量名称。Python 的作用域一共有4种，分别是：
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||||
- **L（Local）**：最内层，包含局部变量，比如一个函数/方法内部。
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||||
- **E（Enclosing）**：包含了非局部（non-local）也非全局（non-global）的变量。比如两个嵌套函数，一个函数（或类） A 里面又包含了一个函数 B ，那么对于 B 中的名称来说 A 中的作用域就为 nonlocal。
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||||
- **G（Global）**：当前脚本的最外层，比如当前模块的全局变量。
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||||
- **B（Built-in）**： 包含了内建的变量 / 关键字等，最后被搜索。
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规则顺序： **L –> E –> G –> B**。
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```python
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g_count = 0 # 全局作用域
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||||
def outer():
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o_count = 1 # 闭包函数外的函数中
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def inner():
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||||
i_count = 2 # 局部作用域
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||||
```
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## 全局、局部变量
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||||
**定义在函数内部的变量拥有一个局部作用域，定义在函数外的拥有全局作用域。**
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局部变量只能在其被声明的函数内部访问，而全局变量可以在整个程序范围内访问。调用函数时，所有在函数内声明的变量名称都将被加入到作用域中。如下实例：
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```python
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total = 0 # 全局变量
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def sum( arg1, arg2 ):
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# 返回 2 个参数的和
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total = arg1 + arg2 # total在这里是局部变量.
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print ("函数内是局部变量 : ", total)
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return total
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||||
#调用 sum 函数
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sum( 10, 20 )
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print ("函数外是全局变量 : ", total)
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```
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## global、nonlocal 关键字
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||||
内部作用域修改外部作用域的变量时，需要使用 global 关键字声明。反之要修改嵌套作用域（enclosing 作用域，外层非全局作用域）中的变量则需要 nonlocal 关键字。
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||||
```python
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num = 1
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|
||||
def fun1():
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||||
global num # 需要使用 global 关键字声明
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||||
print(num)
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||||
num = 123
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||||
print(num)
|
||||
|
||||
fun1()
|
||||
print(num)
|
||||
```
|
||||
|
||||
```python
|
||||
def outer():
|
||||
num = 10
|
||||
def inner():
|
||||
nonlocal num # nonlocal关键字声明
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||||
num = 100
|
||||
print(num)
|
||||
inner()
|
||||
print(num)
|
||||
|
||||
outer()
|
||||
```
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