Modul dan Pakej

Dalam pengaturcaraan, modul adalah sekeping perisian yang mempunyai fungsi tertentu. Sebagai contoh, apabila membina permainan ping pong, satu modul mungkin bertanggungjawab untuk logik permainan, dan modul lain melukis permainan pada skrin. Setiap modul terdiri daripada fail yang berbeza, yang boleh disunting secara berasingan.

Menulis modul

Modul dalam Python hanyalah fail Python dengan sambungan .py. Nama modul adalah sama dengan nama fail. Modul Python boleh mempunyai satu set fungsi, kelas, atau pembolehubah yang ditakrif dan dilaksanakan. Contoh di atas termasuk dua fail:

mygame/

• mygame/game.py

• mygame/draw.py

Skrip Python game.py melaksanakan permainan. Ia menggunakan fungsi draw_game daripada fail draw.py, atau dengan kata lain, modul draw yang melaksanakan logik untuk melukis permainan pada skrin.

Modul diimport dari modul lain menggunakan arahan import. Dalam contoh ini, skrip game.py mungkin kelihatan seperti ini:

# game.py
# import the draw module
import draw

def play_game():
    ...

def main():
    result = play_game()
    draw.draw_game(result)

# ini bermakna jika skrip ini dilaksanakan, maka 
# main() akan dilaksanakan
if __name__ == '__main__':
    main()

Modul draw mungkin kelihatan seperti ini:

# draw.py

def draw_game():
    ...

def clear_screen(screen):
    ...

Dalam contoh ini, modul game mengimport modul draw, yang membolehkan ia menggunakan fungsi yang dilaksanakan dalam modul itu. Fungsi main menggunakan fungsi tempatan play_game untuk menjalankan permainan, dan kemudian melukis hasil permainan menggunakan fungsi yang dilaksanakan dalam modul draw yang dipanggil draw_game. Untuk menggunakan fungsi draw_game dari modul draw, kita perlu menentukan dalam modul mana fungsi itu dilaksanakan, menggunakan operator titik. Untuk merujuk fungsi draw_game dari modul game, kita perlu mengimport modul draw dan kemudian panggil draw.draw_game().

Apabila arahan import draw dijalankan, jurubahasa Python mencari fail dalam direktori tempat skrip itu dilaksanakan dengan nama modul dan akhiran .py. Dalam kes ini, ia akan mencari draw.py. Jika ia dijumpai, ia akan diimport. Jika tidak dijumpai, ia akan terus mencari modul terbina dalam.

Anda mungkin perasan bahawa apabila mengimport modul, fail .pyc akan dibuat. Ini adalah fail Python yang telah dikompilasi. Python mengkompilkan fail ke dalam bytecode Python supaya ia tidak perlu mengurai fail setiap kali modul dimuatkan. Jika fail .pyc wujud, ia akan dimuatkan dan bukannya fail .py. Proses ini adalah telus kepada pengguna.

Mengimport objek modul ke ruang nama semasa

Ruang nama adalah sistem di mana setiap objek dinamakan dan boleh diakses dalam Python. Kita mengimport fungsi draw_game ke dalam ruang nama skrip utama dengan menggunakan arahan from.

# game.py
# import the draw module
from draw import draw_game

def main():
    result = play_game()
    draw_game(result)

Anda mungkin perasan bahawa dalam contoh ini, nama modul tidak mendahului draw_game, kerana kita telah menentukan nama modul menggunakan arahan import.

Kelebihan notasi ini adalah bahawa anda tidak perlu merujuk modul berulang-ulang. Walau bagaimanapun, ruang nama tidak boleh mempunyai dua objek dengan nama yang sama, jadi arahan import mungkin menggantikan objek yang sedia ada dalam ruang nama.

Mengimport semua objek dari modul

Anda boleh menggunakan arahan import * untuk mengimport semua objek di dalam modul seperti ini:

# game.py
# import the draw module
from draw import *

def main():
    result = play_game()
    draw_game(result)

Ini mungkin sedikit berisiko kerana perubahan dalam modul boleh menjejaskan modul yang mengimportnya, tetapi ia lebih pendek, dan tidak memerlukan anda untuk menentukan setiap objek yang ingin anda import dari modul.

Nama import khusus

Modul boleh dimuatkan di bawah mana-mana nama yang anda mahu. Ini berguna apabila mengimport modul secara bersyarat untuk menggunakan nama yang sama dalam kod selebihnya.

Sebagai contoh, jika anda mempunyai dua modul draw dengan nama yang sedikit berbeza, anda boleh melakukan yang berikut:

# game.py
# import the draw module
if visual_mode:
    # dalam mod visual, kami melukis menggunakan grafik
    import draw_visual as draw
else:
    # dalam mod teks, kami mencetak teks
    import draw_textual as draw

def main():
    result = play_game()
    # ini boleh jadi visual atau teks bergantung pada visual_mode
    draw.draw_game(result)

Inisialisasi modul

Buat pertama kalinya modul dimuatkan ke dalam skrip Python yang sedang berjalan, modul itu diinisialisasi dengan melaksanakan kod dalam modul itu sekali. Jika modul lain dalam kod anda mengimport modul yang sama lagi, ia tidak akan dimuatkan semula, jadi pembolehubah tempatan di dalam modul bertindak sebagai "singleton", yang bermaksud ia diinisialisasi sekali sahaja.

Anda boleh kemudian menggunakannya untuk menginisialisasi objek. Sebagai contoh:

# draw.py

def draw_game():
    # semasa membersihkan skrin, kita boleh gunakan objek skrin utama yang diinisialisasi dalam modul ini
    clear_screen(main_screen)
    ...

def clear_screen(screen):
    ...

class Screen():
    ...

# aksialkan main_screen sebagai singleton
main_screen = Screen()

Memperluas laluan muat modul

Terdapat beberapa cara untuk memberitahu jurubahasa Python di mana hendak mencari modul, selain daripada direktori tempatan dan modul terbina dalam. Anda boleh menggunakan pembolehubah persekitaran PYTHONPATH untuk menentukan direktori tambahan untuk mencari modul seperti ini:

PYTHONPATH=/foo python game.py

Ini melaksanakan game.py, dan membolehkan skrip itu memuat modul dari direktori foo, serta direktori tempatan.

Anda juga boleh menggunakan fungsi sys.path.append. Laksanakannya sebelum menjalankan arahan import:

sys.path.append("/foo")

Sekarang direktori foo telah ditambah ke senarai laluan di mana modul dicari.

Meneroka modul terbina dalam

Lihat senarai penuh modul terbina dalam dalam perpustakaan standard Python di sini.

Dua fungsi yang sangat penting boleh digunakan apabila meneroka modul dalam Python - fungsi dir dan help.

Untuk mengimport modul urllib, yang membolehkan kita mencipta membaca data dari URL, kita import modul:

# import the library
import urllib

# use it
urllib.urlopen(...)

Kita boleh melihat fungsi apa yang dilaksanakan dalam setiap modul dengan menggunakan fungsi dir:

>>> import urllib
>>> dir(urllib)
['ContentTooShortError', 'FancyURLopener', 'MAXFTPCACHE', 'URLopener', '__all__', '__builtins__', 
'__doc__', '__file__', '__name__', '__package__', '__version__', '_ftperrors', '_get_proxies', 
'_get_proxy_settings', '_have_ssl', '_hexdig', '_hextochr', '_hostprog', '_is_unicode', '_localhost', 
'_noheaders', '_nportprog', '_passwdprog', '_portprog', '_queryprog', '_safe_map', '_safe_quoters', 
'_tagprog', '_thishost', '_typeprog', '_urlopener', '_userprog', '_valueprog', 'addbase', 'addclosehook', 
'addinfo', 'addinfourl', 'always_safe', 'basejoin', 'c', 'ftpcache', 'ftperrors', 'ftpwrapper', 'getproxies', 
'getproxies_environment', 'getproxies_macosx_sysconf', 'i', 'localhost', 'main', 'noheaders', 'os', 
'pathname2url', 'proxy_bypass', 'proxy_bypass_environment', 'proxy_bypass_macosx_sysconf', 'quote', 
'quote_plus', 'reporthook', 'socket', 'splitattr', 'splithost', 'splitnport', 'splitpasswd', 'splitport', 
'splitquery', 'splittag', 'splittype', 'splituser', 'splitvalue', 'ssl', 'string', 'sys', 'test', 'test1', 
'thishost', 'time', 'toBytes', 'unquote', 'unquote_plus', 'unwrap', 'url2pathname', 'urlcleanup', 'urlencode', 
'urlopen', 'urlretrieve']

Apabila kita mendapati fungsi dalam modul yang ingin kita gunakan, kita boleh membaca lebih lanjut mengenainya dengan fungsi help, menggunakan jurubahasa Python:

help(urllib.urlopen)

Menulis pakej

Pakej adalah ruang nama yang mengandungi pelbagai pakej dan modul. Mereka hanya direktori, tetapi dengan keperluan tertentu.

Setiap pakej dalam Python adalah direktori yang MESTI mengandungi fail khas yang dipanggil __init__.py. Fail ini, yang boleh kosong, menunjukkan bahawa direktori yang di dalamnya adalah pakej Python. Dengan cara itu ia dapat diimport dengan cara yang sama seperti modul.

Jika kita mencipta direktori dipanggil foo, yang menandakan nama pakej, kita kemudiannya boleh mencipta modul di dalam itu pakej dipanggil bar. Kemudian kita tambahkan fail __init__.py dalam direktori foo.

Untuk menggunakan modul bar, kita boleh mengimportnya dengan dua cara:

import foo.bar

atau:

from foo import bar

Dalam contoh pertama di atas, kita perlu menggunakan awalan foo apabila kita mengakses modul bar. Dalam contoh kedua, kita tidak perlu kerana kita telah mengimport modul ke dalam ruang nama modul kita.

Fail __init__.py juga boleh memutuskan modul apa yang pakej itu eksport sebagai API, sambil menyimpan modul lain secara dalaman, dengan menimpa pembolehubah __all__ seperti berikut:

__init__.py:

__all__ = ["bar"]

Exercise

Dalam latihan ini, cetak senarai fungsi dalam modul re yang mengandungi perkataan find secara teratur abjad.

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!