Moduler og Pakker

In programmering er en modul et stykke programvare som har en spesifikk funksjonalitet. For eksempel, når du bygger et ping pong-spill, kan en modul være ansvarlig for spilllogikken, og en annen modul tegner spillet på skjermen. Hver modul består av en forskjellig fil, som kan redigeres separat.

Skrive moduler

Moduler i Python er bare Python-filer med en .py-utvidelse. Navnet på modulen er det samme som filnavnet. En Python-modul kan ha et sett med funksjoner, klasser eller variabler definert og implementert. Eksempelet ovenfor inkluderer to filer:

mygame/

• mygame/game.py

• mygame/draw.py

Python-skriptet game.py implementerer spillet. Det bruker funksjonen draw_game fra filen draw.py, eller med andre ord, draw-modulen som implementerer logikken for å tegne spillet på skjermen.

Moduler importeres fra andre moduler ved hjelp av import-kommandoen. I dette eksempelet kan game.py-skriptet se slik ut:

Modulen draw kan se slik ut:

I dette eksempelet importerer game-modulen draw-modulen, som gjør at den kan bruke funksjoner implementert i den modulen. main-funksjonen bruker den lokale funksjonen play_game for å kjøre spillet, og deretter tegner resultatet av spillet ved å bruke en funksjon implementert i draw-modulen kalt draw_game. For å bruke funksjonen draw_game fra draw-modulen, må vi spesifisere i hvilken modul funksjonen er implementert, ved å bruke punktoperatoren. For å referere til draw_game-funksjonen fra game-modulen, må vi importere draw-modulen og deretter kalle draw.draw_game().

Når import draw-direktivet kjører, leter Python-tolken etter en fil i katalogen der skriptet ble kjørt med modulenavnet og en .py-suffiks. I dette tilfellet vil den lete etter draw.py. Hvis den blir funnet, vil den bli importert. Hvis den ikke blir funnet, vil den fortsette å lete etter innebygde moduler.

Du har kanskje lagt merke til at når du importerer en modul, blir en .pyc-fil opprettet. Dette er en kompilert Python-fil. Python kompilerer filer til Python-bytecode slik at den ikke trenger å analysere filene hver gang moduler lastes inn. Hvis en .pyc-fil finnes, lastes den i stedet for .py-filen. Denne prosessen er transparent for brukeren.

Importere modulobjekter til gjeldende navnerom

Et navnerom er et system der hvert objekt er navngitt og kan nås i Python. Vi importerer funksjonen draw_game inn i hovedskriptets navnerom ved å bruke from-kommandoen.

Du har kanskje lagt merke til at i dette eksempelet, står ikke navnet på modulen foran draw_game, fordi vi har spesifisert modulenavnet med import-kommandoen.

Fordelene med denne notasjonen er at du ikke trenger å referere til modulen om og om igjen. Imidlertid kan ikke et navnerom ha to objekter med samme navn, så import-kommandoen kan erstatte et eksisterende objekt i navnerommet.

Importere alle objekter fra en modul

Du kan bruke import *-kommandoen for å importere alle objektene i en modul slik:

Dette kan være litt risikabelt ettersom endringer i modulen kan påvirke modulen som importerer den, men det er kortere og krever ikke at du spesifiserer hvert objekt du vil importere fra modulen.

Tilpasse importnavn

Moduler kan lastes inn under et hvilket som helst navn du vil. Dette er nyttig når du importerer en modul betinget for å bruke samme navn i resten av koden.

For eksempel, hvis du har to draw-moduler med litt forskjellige navn, kan du gjøre følgende:

Modulinitialisering

Første gang en modul lastes inn i et kjørende Python-skript, blir den initialisert ved å kjøre koden i modulen én gang. Hvis en annen modul i koden din importerer den samme modulen igjen, vil den ikke bli lastet igjen, så lokale variabler inne i modulen fungerer som en "singelton", noe som betyr at de er initialisert bare én gang.

Du kan da bruke dette til å initialisere objekter. For eksempel:

Utvide modulens lastesti

Det finnes et par måter å fortelle Python-tolken hvor den skal lete etter moduler, bortsett fra standard lokale katalog og innebygde moduler. Du kan bruke miljøvariabelen PYTHONPATH for å spesifisere tilleggskataloger for å lete etter moduler, slik:

Dette kjører game.py, og lar skriptet laste moduler fra foo-katalogen, så vel som den lokale katalogen.

Du kan også bruke sys.path.append-funksjonen. Utfør den før du kjører import-kommandoen:

Nå er foo-katalogen lagt til listen over stier der det letes etter moduler.

Utforske innebygde moduler

Sjekk ut hele listen over innebygde moduler i Pythons standardbibliotek her.

To svært viktige funksjoner er nyttige når man utforsker moduler i Python - dir- og help-funksjonene.

For å importere modulen urllib, som gir oss mulighet til å opprette lese data fra URLer, import-er vi modulen:

Vi kan se hvilke funksjoner som er implementert i hver modul ved å bruke dir-funksjonen:

Når vi finner funksjonen i modulen vi vil bruke, kan vi lese mer om den med help-funksjonen, ved å bruke Python-tolken:

Skrive pakker

Pakker er navnerom som inneholder flere pakker og moduler. De er bare kataloger, men med visse krav.

Hver pakke i Python er en katalog som MÅ inneholde en spesiell fil kalt __init__.py. Denne filen, som kan være tom, indikerer at katalogen den er i er en Python-pakke. Slik kan den importeres på samme måte som en modul.

Hvis vi oppretter en katalog kalt foo, som markerer pakkenavnet, kan vi da opprette en modul inne i den pakken kalt bar. Deretter legger vi til __init__.py-filen i foo-katalogen.

For å bruke modulen bar, kan vi importere den på to måter:

I det første eksempelet ovenfor, må vi bruke foo-prefikset hver gang vi får tilgang til modulen bar. I det andre eksempelet, trenger vi ikke det, fordi vi har importert modulen til vår moduls navnerom.

__init__.py-filen kan også bestemme hvilke moduler pakken eksporterer som API, samtidig som andre moduler holdes internt, ved å overstyre __all__-variabelen slik:

Exercise

I denne oppgaven, skriv ut en alfabetisk sortert liste over alle funksjonene i re-modulen som inneholder ordet 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!