自定义模块、import、from......import......

1）模块的定义和分类

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1.模块是什么？

我们知道一个函数封装了一个功能，软件可能是有多个函数组成的。我们说一个函数就是一个功能，那么把一些常用的函数放在一个py文件中 ，那么这个文件就称之为模块。模块就是一些列常用功能的集合体 。

什么是模块：本质就是.py文件，封装语句的最小单位。

2.为什么要使用模块

  1. 从文件级别组织程序，更方便管理 随着程序的发展 ，功能越来越多 ，为了方便管理，我们通常将程序分成一个个的文件，这样做程序的结构更清晰 ，方便管理。这时我们不仅仅可以把这些文件当做脚本去执行，还可以把他们当做模块来导入到其他的模块中，实现了功能的重复利用
  2. 拿来主义 ，提升开发效率 同样的原理，我们也可以下载别人写好的模块然后导入到自己的项目中使用，这种拿来主义 ，可以极大地提升我们的开发效率，避免重复造轮子 。

ps：人们常说的脚本是什么？

如果你退出python解释器然后重新进入，那么你之前定义的函数或者变量都将丢失 ，因此我们通常将程序写到文件中以便永久保存下来，需要时就通过python test.py方式去执行，此时test.py被称为脚本script。

所以 ，脚本就是一个python文件 ，比如你之前写的购物车，模拟博客园登录系统的文件等等。

3.模块的分类

Python语言中，模块分为三类 。

第一类：内置模块 ，也叫做标准库。此类模块就是python解释器给你提供的，比如我们之前见过的time模块,os模块。标准库的模块非常多（200多个，每个模块又有很多功能） ，我们这几天就讲常用的十几种，后面课程中还会陆续的讲到 。

第二类：第三方模块，第三方库 。一些python大神写的非常好用的模块 ，必须通过pip install 指令安装的模块，比如BeautfulSoup, Django,等等。大概有6000多个。

第三类：自定义模块 。我们自己在项目中定义的一些模块。

我们先定义一个模块，定义一个模块其实很简单就是写一个文件 ，里面写一些代码（变量，函数）即可。此文件的名字为tbjx.py，文件内容如下：

print('from the tbjx.py')
name = '太白金星'

def read1():
    print('tbjx模块：',name)

def read2():
    print('tbjx模块')
    read1()

def change():
    global name
    name = 'barry'

2）自定义模块

自定义模块：定义一个模块其实很简单就是写一个文件 ，里面写一些代码（变量 ，函数）即可 。此文件的名字为tbjx.py，文件内容如下：

模块中出现的变量，for循环 ，if结构，函数定义。。 。。称为模块的成员。

自定义模块：实际上就是定义.py文件，其中可以包含：变量定义 ，可执行语句，for循环，函数定义等等 ，他们

统称模块的成员

模块的运行方式：

1.脚本方式：python xxx.py（直接用解释器执行） 或者在pycharm软件run运行（右键运行）

2.模块方式：被其它的模块导入 。为导入它的模块提供资源（变量，函数定义，类定义等）。

# b.py文件
# 可执行语句
a = 1
print(a)
for x in range(10):
    print(x)
# 函数的定义
def f():
    print('hello world')
f()

自定义模块被其他模块导入时 ，其中的可执行语句会立即执行。

但是函数的定义和类的定义等是不会立即执行的 。

但是我们在实际的开发的过程中，不是我们import模块就执行了 。

而是在实际开发的时候用到什么就执行什么。

所以在模块中，我们一般不会写可执行语句 ，而是写变量的定义 ，函数定义和类定义等不会立即执行的语句。

我们在实际的时候，不能直接可执行语句，只有变量 、函数、类定义等等 。被其它的模块导入。为导入它的模块提供资源（变量 ，函数定义，类定义等）。

# test_import.py文件
import b
# 输出的结果为：
'''
1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
hello world
'''
# import bb # ModuleNotFoundError: No module named 'bb'

我们再看一下下面这个例子，我们没有写可执行语句 ，而是变量、函数 、类等的定义，不会再import时，就直接执行 。

# b.py文件
# 可执行语句
a = 1
# 函数的定义
def f():
    print('hello world')
import b
print(b.a)
b.f()
print(b.f())
'''
输出的结果为：
1
hello world
hello world
None
'''

python中提供一种可以判断自定义模块是属于开发阶段还是使用阶段。' name '

系统导入模块的路径

1.内存中：如果之前成功导入过某个模块 ，直接使用已经存在的模块

2.内置路径中：安全路径下：Lib

PYTHONPATH：import是寻找模块的路径

3.sys.path:是一个路径的列表

如果三个都找不到，就报错。

动态修改sys.path

os.path.dirname():获取到某一个文件的父路径 。

通常获取当前脚本（模块）的相对位置，可以获取到每一个文件。

# 查看sys.path内容
# import sys
# print(sys.path)

# 添加b.py所在的路径到sys.path中
# import sys
# sys.path.append(r'D:\Program Files (x86)\DjangoProjects\basic\day15\bbb')
# import bb
# print(bb.a) # 输出的结果为：get it
# # 使用相对位置找到bbb文件夹中的bb
# print(__file__) # 获取当前文件的绝对路径；D:/Program Files (x86)/DjangoProjects/basic/day15/test_imoirt.py
# # 使用os模块获取一个路径的父路径
# import os
# print(os.path.dirname(__file__)) # 获取当前文件的父路径 D:/Program Files (x86)/DjangoProjects/basic/day15
# print(os.path.dirname(__file__)+r'/bbb') # D:/Program Files (x86)/DjangoProjects/basic/day15/bbb
import sys
import os
sys.path.append(os.path.dirname(__file__)+'/bbb')
a = 1
def main():
    print(a)
    for x in range(3):
        print(x)
    f()

# __name__属性的使用。
if __name__ == '__main__':
    main()
'''
输出的结果为：
1
0
1
2
hello world
'''

'''
__name__属性的使用:
在脚本方式运行的时候：__name__是固定的字符串：__main__
在模块导入运行的时候	，__name__就是被导入模块的名字，没有文件的后缀名.py	。
在模块方式导入时，__name__就是本模块的名字。
通过__name__属性	，我们就可以决定可执行文件中的语句该不该被执行。
'''
'''
自定义模块
'''
# age = 10
#
#
# def f1():
#     print('hello')
#
#
# # 测试函数，在开发阶段，对本模块中的功能进行测试	。
# # 这个测试函数一般我们是写成main函数的形式。
# def main():
#     print(age)
#     f1()
#
#
# # 可以快速生成。
# if __name__ == '__main__':
#     main()
'''
对于一个新的py文件或者是一个新的模块时，我们一上来要写下面两个东西.
然后根据自己的需求	，去写这个模块对应的别的东西。例如变量的定义，函数的定义等等
'''
def main():
    pass
if __name__ == '__main__':
    main()

Python中引用模块是按照一定的规则以及顺序去寻找的，这个查询顺序为：先从内存中已经加载的模块进行寻找找不到再从内置模块中寻找 ，内置模块如果也没有，最后去sys.path中路径包含的模块中寻找 。它只会按照这个顺序从这些指定的地方去寻找，如果最终都没有找到 ，那么就会报错。

内存中已经加载的模块->内置模块->sys.path路径中包含的模块

模块的查找顺序

  1. 在第一次导入某个模块时（比如tbjx），会先检查该模块是否已经被加载到内存中（当前执行文件的名称空间对应的内存），如果有则直接引用（ps：python解释器在启动时会自动加载一些模块到内存中 ，可以使用sys.modules查看）
  2. 如果没有，解释器则会查找同名的内置模块
  3. 如果还没有找到就从sys.path给出的目录列表中依次寻找tbjx.py文件。

需要特别注意的是：我们自定义的模块名不应该与系统内置模块重名 。虽然每次都说，但是仍然会有人不停的犯错

#在初始化后	，python程序可以修改sys.path,路径放到前面的优先于标准库被加载。

> > > import sys
> > > sys.path.append('/a/b/c/d')
> > > sys.path.insert(0,'/x/y/z') #排在前的目录，优先被搜索
> > > 注意：搜索时按照sys.path中从左到右的顺序查找，位于前的优先被查找，sys.path中还可能包含.zip归档文件和.egg文件	，python会把.zip归档文件当成一个目录去处理，

#首先制作归档文件：zip module.zip foo.py bar.py 
import sys
sys.path.append('module.zip')
import foo,bar

#也可以使用zip中目录结构的具体位置
sys.path.append('module.zip/lib/python')

#windows下的路径不加r开头，会语法错误
sys.path.insert(0,r'C:\Users\Administrator\PycharmProjects\a')

#至于.egg文件是由setuptools创建的包	，这是按照第三方python库和扩展时使用的一种常见格式，.egg文件实际上只是添加了额外元数据(如版本号，依赖项等)的.zip文件。

#需要强调的一点是：只能从.zip文件中导入.py	，.pyc等文件	。使用C编写的共享库和扩展块无法直接从.zip文件中加载（此时setuptools等打包系统有时能提供一种规避方法），且从.zip中加载文件不会创建.pyc或者.pyo文件，因此一定要事先创建他们	，来避免加载模块是性能下降。

接下来我们就开始讲解python常用的内置模块，由于Python常用的模块非常多，我们不可能将所有的模块都讲完	， 所以只针对于工作中经常用到模块进行讲解。剩下的模块可以在课余时间自学	。

3）import使用

1.import使用

import 翻译过来是一个导入的意思。

这里一定要给同学强调那个文件执行文件 ，和哪个文件是被执行模块。

模块可以包含可执行的语句和函数的定义，这些语句的目的是初始化模块，它们只在模块名第一次遇到导入import语句时才执行（import语句是可以在程序中的任意位置使用的,且针对同一个模块很import多次,为了防止你重复导入 ，python的优化手段是：第一次导入后就将模块名加载到内存了，后续的import语句仅是对已经加载到内存中的模块对象增加了一次引用，不会重新执行模块内的语句） ，如下 import tbjx #只在第一次导入时才执行tbjx.py内代码,此处的显式效果是只打印一次'from the tbjx.py',当然其他的顶级代码也都被执行了,只不过没有显示效果.

代码示例：
import tbjx
import tbjx
import tbjx
import tbjx
import tbjx

执行结果：只是打印一次：
from the tbjx.py

2.第一次导入模块执行三件事

  • 创建一个以模块名命名的名称空间 。

  • 执行这个名称空间（即导入的模块）里面的代码 。

  • 通过此模块名. 的方式引用该模块里面的内容（变量，函数名，类名等）。 这个名字和变量名没什么区别 ，都是‘第一类的’，且使用tbjx.名字的方式可以访问tbjx.py文件中定义的名字，tbjx.名字与test.py中的名字来自两个完全不同的地方。

    ps：重复导入会直接引用内存中已经加载好的结果

3. 被导入模块有独立的名称空间

每个模块都是一个独立的名称空间 ，定义在这个模块中的函数，把这个模块的名称空间当做全局名称空间，这样我们在编写自己的模块时 ，就不用担心我们定义在自己模块中全局变量会在被导入时 ，与使用者的全局变量冲突 。

示例：

当前是meet.py

import tbjx.py
name = 'alex'
print(name)
print(tbjx.name)
'''
from the tbjx.py
alex
太白金星
'''

def read1():
    print(666)
tbjx.read1()
'''
from the tbjx.py
tbjx模块： 太白金星
'''

name = '日天'
tbjx.change()
print(name)
print(tbjx.name)
'''
from the tbjx.py
日天
barry
'''

4.为模块起别名

1. 好处可以将很长的模块名改成很短,方便使用.

import tbjx as t
t.read1()
from xxx import xxx as xxx

​ 2. 有利于代码的扩展和优化。

#mysql.py
def sqlparse():
    print('from mysql sqlparse')
#oracle.py
def sqlparse():
    print('from oracle sqlparse')

#test.py
db_type=input('>>: ')
if db_type == 'mysql':
    import mysql as db
elif db_type == 'oracle':
    import oracle as db

db.sqlparse()

5.导入多个模块

我们以后再开发过程中，免不了会在一个文件中，导入多个模块 ，推荐写法是一个一个导入。

import os,sys,json   # 这样写可以但是不推荐
推荐写法
import os
import sys
import json

多行导入：易于阅读 易于编辑 易于搜索 易于维护 。

4)from......import......

1.from......import......使用

from ... import ... 的使用示例。
from tbjx import name, read1
print(name)
read1()
'''
执行结果：
from the tbjx.py
太白金星
tbjx模块： 太白金星
'''

2.from...import... 与import对比

唯一的区别就是：使用from...import...则是将spam中的名字直接导入到当前的名称空间中，所以在当前名称空间中，直接使用名字就可以了、无需加前缀：tbjx.

from...import...的方式有好处也有坏处

好处：使用起来方便了

坏处：容易与当前执行文件中的名字冲突

示例演示：

  1. 执行文件有与模块同名的变量或者函数名 ，会有覆盖效果。
name = 'oldboy'
from tbjx import name, read1, read2
print(name)  
'''
执行结果：
太白金星
'''
----------------------------------------
from tbjx import name, read1, read2
name = 'oldboy'
print(name)  

'''
执行结果：
oldboy
'''
----------------------------------------
def read1():
    print(666)
from tbjx import name, read1, read2
read1()
'''
执行结果：
tbjx模块： 太白金星
'''
----------------------------------------
from tbjx import name, read1, read2
def read1():
    print(666)
read1()
'''
执行结果：
tbjx模块： 666
'''

2. 当前位置直接使用read1和read2就好了，执行时，仍然以tbjx.py文件全局名称空间

#测试一：导入的函数read1	，执行时仍然回到tbjx.py中寻找全局变量 'alex'
#test.py
from tbjx import read1
name = 'alex'
read1()
'''
执行结果:
from the spam.py
spam->read1->name = '太白金星'
'''

#测试二:导入的函数read2，执行时需要调用read1(),仍然回到tbjx.py中找read1()
#test.py
from tbjx import read2
def read1():
    print('==========')
read2()

'''
执行结果:
from the tbjx.py
tbjx->read2 calling read
tbjx->read1->tbjx 'barry'
'''
通过这种方式引用模块也可以对模块进行改名	。
from tbjx import read1 as read
read()

3.一行导入多个

from tbjx import read1,read2,name

4.from......import*

from spam import * 把tbjx中所有的不是以下划线(_)开头的名字都导入到当前位置

大部分情况下我们的python程序不应该使用这种导入方式，因为*你不知道你导入什么名字 ，很有可能会覆盖掉你之前已经定义的名字。而且可读性极其的差，在交互式环境中导入时没有问题。

可以使用 all 来控制*（用来发布新版本），在tbjx.py中新增一行

__all__=['money','read1'] #这样在另外一个文件中用from spam import *就这能导入列表中规定的两个名字

5.模块循环导入问题

模块循环/嵌套导入抛出异常的根本原因是由于在python中模块被导入一次之后 ，就不会重新导入 ，只会在第一次导入时执行模块内代码

在我们的项目中应该尽量避免出现循环/嵌套导入，如果出现多个模块都需要共享的数据，可以将共享的数据集中存放到某一个地方在程序出现了循环/嵌套导入后的异常分析、解决方法如下（ 了解 ，以后尽量避免 ）

示范文件内容如下

#创建一个m1.py
print('正在导入m1')
from m2 import y

x='m1'

#创建一个m2.py
print('正在导入m2')
from m1 import x

y='m2'

#创建一个run.py
import m1

#测试一
执行run.py会抛出异常
正在导入m1
正在导入m2
Traceback (most recent call last):
  File "/Users/linhaifeng/PycharmProjects/pro01/1 aaaa练习目录/aa.py", line 1, in <module>
    import m1
  File "/Users/linhaifeng/PycharmProjects/pro01/1 aaaa练习目录/m1.py", line 2, in <module>
    from m2 import y
  File "/Users/linhaifeng/PycharmProjects/pro01/1 aaaa练习目录/m2.py", line 2, in <module>
    from m1 import x
ImportError: cannot import name 'x'


#测试一结果分析
先执行run.py--->执行import m1，开始导入m1并运行其内部代码--->打印内容"正在导入m1"
--->执行from m2 import y 开始导入m2并运行其内部代码--->打印内容“正在导入m2”--->执行from m1 import x,由于m1已经被导入过了，所以不会重新导入	，所以直接去m1中拿x，然而x此时并没有存在于m1中，所以报错


#测试二:执行文件不等于导入文件	，比如执行m1.py不等于导入了m1
直接执行m1.py抛出异常
正在导入m1
正在导入m2
正在导入m1
Traceback (most recent call last):
  File "/Users/linhaifeng/PycharmProjects/pro01/1 aaaa练习目录/m1.py", line 2, in <module>
    from m2 import y
  File "/Users/linhaifeng/PycharmProjects/pro01/1 aaaa练习目录/m2.py", line 2, in <module>
    from m1 import x
  File "/Users/linhaifeng/PycharmProjects/pro01/1 aaaa练习目录/m1.py", line 2, in <module>
    from m2 import y
ImportError: cannot import name 'y'


#测试二分析
执行m1.py，打印“正在导入m1”，执行from m2 import y 	，导入m2进而执行m2.py内部代码--->打印"正在导入m2"，执行from m1 import x，此时m1是第一次被导入	，执行m1.py并不等于导入了m1，于是开始导入m1并执行其内部代码--->打印"正在导入m1"，执行from m1 import y，由于m1已经被导入过了	，所以无需继续导入而直接问m2要y，然而y此时并没有存在于m2中所以报错

# 解决方法:
方法一:导入语句放到最后
#m1.py
print('正在导入m1')

x='m1'

from m2 import y

#m2.py
print('正在导入m2')
y='m2'

from m1 import x

方法二:导入语句放到函数中
#m1.py
print('正在导入m1')

def f1():
    from m2 import y
    print(x,y)

x = 'm1'

# f1()

#m2.py
print('正在导入m2')

def f2():
    from m1 import x
    print(x,y)

y = 'm2'

#run.py
import m1
m1.f1()

5）import和from......import......总结

# 导入模块的多种方式：
# import xxx导入一个模块的所有成员
# import aaa,bbb,....一次性导入多个模块的成员，不推荐这种写法	，分开写比较好	。因人而异。import os,sys等
# from xxx import aaa.. 从某个模块中导入指定的成员。最大化利用	。有用就导入，没有使用我们就不用去导入。
# from xxx import a,b,c 从某个模块中导入多个成员。
# from xxx import * 从某个模块汇总导入所有成员。
# import xxx 和 from xxx import *
# 第一种方式在使用其中成员时，必须使用模块名作为前提	。不容易产生命名冲突
# 第二种方式在使用其中成员时	，不用使用模块名作为前提，直接使用成员名即可。容易产生命名冲突，在后面定义的成员生效	，把前面的覆盖了。
# 怎么解决名称冲突的问题
# 改用import xxx 这种方式导入
# 自己避免使用同名(alias的缩写)
# 使用别名解决冲突 from xxx import xxx as xxx
#
# 也可以给模块起别名 import my_module as m  import xxx as xxx,为了方便简化书写	。


# from xxx import * 控制成员被导入(__all__只是适合控制这一种导入成员的方式，其余方式都是不可以用的)
# 默认情况下，所有的成员都会被导入
# __all__是一个列表	，用于表示本模块可被外界使用的成员。元素是成员名组成的字符串。
# __all__ = []
# __all__ = [
#     'age',
#     'age2'
# ]

# 相对导入：相对导入时导入的是同项目下的模块	。
# 只有一种的导入的方式
# from xxx import xxx

# import os
# import sys
# # 把项目所在的父路径加到sys.path中，python的解释器中。os是操作系统相关的路径。
# sys.path.append(os.path.dirname(__file__))
# from xx.y import yy
# print(yy.age2)

# # 使用相对位置找到bbb文件夹中的bb
# print(__file__) # 当前文件的绝对路径；D:/Program Files (x86)/DjangoProjects/basic/day15/test_imoirt.py
# # 使用os模块获取一个路径的父路径
# import os
# print(os.path.dirname(__file__)) # 获取当前文件的父路径 D:/Program Files (x86)/DjangoProjects/basic/day15
# print(os.path.dirname(__file__)+r'/bbb') # D:/Program Files (x86)/DjangoProjects/basic/day15/bbb
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