Moduulit ja paketit

Ohjelmoinnissa moduuli on ohjelmiston osa, joka tarjoaa tietyn toiminnallisuuden. Esimerkiksi, kun rakennetaan pingispeliä, yksi moduuli voi olla vastuussa pelilogiikasta ja toinen moduuli piirtää pelin näytölle. Jokainen moduuli koostuu eri tiedostosta, jota voidaan muokata erikseen.

Modulien kirjoittaminen

Pythonissa moduulit ovat vain Python-tiedostoja, joilla on .py-pääte. Moduulin nimi on sama kuin tiedoston nimi. Python-moduuli voi sisältää joukon funktioita, luokkia tai muuttujia, jotka on määritelty ja toteutettu. Yllä oleva esimerkki sisältää kaksi tiedostoa:

mygame/

• mygame/game.py

• mygame/draw.py

Python-skripti game.py toteuttaa pelin. Se käyttää funktiota draw_game tiedostosta draw.py, eli toisin sanoen draw-moduulia, joka toteuttaa logiikan pelin piirtämiseksi näytölle.

Moduulit tuodaan muista moduuleista käyttämällä import-käskyä. Tässä esimerkissä game.py-skripti voi näyttää tältä:

draw-moduuli voi näyttää tältä:

Tässä esimerkissä game-moduuli tuo draw-moduulin, mikä mahdollistaa siinä toteutettujen funktioiden käytön. main-funktio käyttää paikallista funktiota play_game pelin suorittamiseen, ja sitten piirtää pelin tuloksen käyttäen draw-moduulissa toteutettua funktiota nimeltään draw_game. Käyttääksemme draw-moduulin draw_game-funktiota, meidän on ilmoitettava, missä moduulissa funktio on toteutettu, käyttäen pistetopimoista. Viitataksemme draw_game-funktioon game-moduulista, meidän on tuotava draw-moduuli ja sitten kutsuttava draw.draw_game().

Kun import draw-direktiivi suoritetaan, Python-tulkki etsii tiedostoa hakemistosta, jossa skripti suoritettiin moduulin nimellä ja .py-päättellä. Tässä tapauksessa se etsii draw.py-tiedostoa. Jos se löytyy, se tuodaan. Jos sitä ei löydy, se jatkaa sisäänrakennettujen moduulien etsimistä.

Olet ehkä huomannut, että kun moduuli tuodaan, luodaan .pyc-tiedosto. Tämä on käännetty Python-tiedosto. Python kääntää tiedostot Pythonin tavukoodiksi, jotta niitä ei tarvitse jäsentää joka kerta, kun moduulit ladataan. Jos .pyc-tiedosto on olemassa, se ladataan .py-tiedoston sijasta. Tämä prosessi on käyttäjälle läpinäkyvä.

Modulien objektien tuominen nykyiseen nimiavaruuteen

Nimiavaruus on järjestelmä, jossa jokaiselle objektille on annettu nimi, ja ne voivat olla käytettävissä Pythonissa. Voimme tuoda funktion draw_game pääskriptin nimiavaruuteen käyttämällä from-komentoa.

Olet ehkä huomannut, että tässä esimerkissä moduulin nimeä ei edellä draw_game, koska olemme määrittäneet moduulin nimen import-komennon avulla.

Tämän merkintätavan etuna on se, että sinun ei tarvitse yleisesti viitata moduuliin yhä uudelleen. Huomaa kuitenkin, että yksi nimiavaruus ei voi sisältää kahta objektia samalla nimellä, joten import-komento voi korvata olemassa olevan objektin nimiavaruudessa.

Kaikkien objektien tuominen moduulista

Voit käyttää import * -komentoa tuodaksesi kaikki moduulin objektit seuraavasti:

Tämä voi olla hieman riskialtista, sillä moduulin muutokset voivat vaikuttaa moduuliin, joka tuo sen, mutta se on lyhyempi ja sinun ei tarvitse erikseen mainita jokaista objektia, jonka haluat tuoda moduulista.

Räätälöity tuontinimi

Moduulit voidaan ladata millä tahansa haluamallasi nimellä. Tämä on hyödyllistä, kun tuot moduulia ehdollisesti käyttääksesi samaa nimeä muun koodin kanssa.

Esimerkiksi, jos sinulla on kaksi draw-moduulia hieman eri nimillä, voit tehdä seuraavasti:

Modulien alustus

Kun moduuli ladataan ensimmäistä kertaa käynnissä olevaan Python-skriptiin, se alustetaan suorittamalla moduulin koodi kerran. Jos toinen moduuli koodissasi tuo saman moduulin uudelleen, sitä ei ladata uudelleen, joten moduulin paikalliset muuttujat toimivat ikään kuin "singletonina", eli ne alustetaan vain kerran.

Voit sitten käyttää tätä objektien alustamiseen. Esimerkiksi:

Modulien latauspolun laajentaminen

On olemassa useita tapoja kertoa Python-tulkkille, mistä etsiä moduuleja, oletushakemiston ja sisäänrakennettujen moduulien lisäksi. Voit käyttää ympäristömuuttujaa PYTHONPATH määrittämään lisähakemistoja moduulien etsimiseen seuraavasti:

Tämä suorittaa game.py ja mahdollistaa skriptin ladata moduuleja foo-hakemistosta sekä paikallisesta hakemistosta.

Voit myös käyttää sys.path.append -funktiota. Suorita se ennen import-komentoa:

Nyt foo-hakemisto on lisätty polkulistalle, josta moduuleja etsitään.

Sisäänrakennettujen modulien tutkiminen

Tutustu kokonaisuudessaan Pythonin standardikirjaston sisäänrakennettuihin moduuleihin täällä täällä.

Kaksi erittäin tärkeää funktiota on hyödyllisiä, kun tutkit Pythonin moduuleja - dir ja help -funktiot.

Tuodaksemme urllib-moduulin, joka mahdollistaa tietojen lukemisen URL-osoitteista, meidän on importoitava moduuli:

Voimme etsiä, mitkä funktiot ovat toteutettuina kussakin moduulissa dir-funktiolla:

Kun löydämme moduulista käyttämämme funktion, voimme lukea siitä lisää help-funktiolla Python-tulkissa:

Pakettien kirjoittaminen

Paketit ovat nimiavaruuksia, jotka sisältävät useita paketteja ja moduuleja. Ne ovat vain hakemistoja, mutta niillä on tietyt vaatimukset.

Jokainen Pythonin paketti on hakemisto, joka TÄYTYY sisältää erikoistiedosto __init__.py. Tämä tiedosto, joka voi olla tyhjä, osoittaa, että hakemisto on Python-paketti. Sen voi siis tuoda samalla tavalla kuin moduulin.

Jos luomme hakemiston nimeltä foo, joka on paketin nimi, voimme sitten luoda moduulin paketin sisälle nimeltä bar. Lisää sitten __init__.py-tiedosto foo-hakemistoon.

Käyttääksemme bar-moduulia voimme tuoda sen kahdella tavalla:

Ensimmäisessä yllä olevassa esimerkissä meidän on käytettävä foo-etuliitettä aina, kun käytämme bar-moduulia. Toisessa esimerkissä meidän ei tarvitse, koska olemme tuoneet moduulin omaan modulimme nimiavaruuteen.

__init__.py-tiedosto voi myös määrittää, mitkä moduulit paketti vie API:na, pitäen muut moduulit sisäisinä, ylikirjoittamalla __all__-muuttujan seuraavasti:

Exercise

Tässä harjoituksessa, tulosta aakkosjärjestyksessä lajiteltu lista kaikista re-moduulin funktioista, jotka sisältävät sanan find.

This site is generously supported by DataCamp. DataCamp offers online interactive Python Tutorials for Data Science. Join over a million other learners and get started learning Python for data science today!