用戶:Xyy23330121/Python/模組

Python 學習資料 目錄

一、開始

1. 安裝Python
2. 安裝文本編輯器
3. 第一個程序：Hello World

二、變量

1. 命名規則
2. 特殊賦值方法

三、數字 (int float complex)

1. 數學運算
2. 將對象轉化為數字
3. 編寫加法程序
4. 數字精度（選學）
5. 位運算（選學）

四、布爾值 (bool) 與 if 語句

1. if語句
2. 比較運算
3. 布爾運算

五、字符串 (str)

1. 字符串的操作

六、列表 (list) 和 元組 (tuple)

1. 用推導式創建列表/元組
2. 通用序列操作
3. 可變序列操作

七、循環

1. while 語句
2. for 語句

八、字典 (dict)

1. 字典的簡單操作

九、選學：集合 (set)

1. 集合的操作
2. 可變集合的操作

十、更多字符串操作

1. 字符串和編碼 (bytes)
2. 格式化字符串
3. 正則表達式

十一、函數

1. 選學：函數註釋

十二、類

1. 類的私有量與類的繼承

十三、異常與try語句

1. try 語句
2. 異常類型的屬性和方法

十四、類的方法與Python的計算

1. 類的方法與類實例
2. 類的方法與數學運算
3. 類的方法與其它內置函數

十五、import語句與模塊

1. 簡單模塊
2. __main__

十六、查漏補缺

1. with 語句
2. match 語句
3. 隨機數

十七、日期與時間

1. 日期與時間內容列表

十八、更多數字模式：numpy

1. 十進制浮點數 decimal
2. 分數 fractions

十九、文件系統

1. 文件處理 (file object)
2. json 格式

二十、 HTTP 請求

1. HTTP 請求示例

我們之前接觸過 import 語句以導入模塊。本章將詳細講解 import 語句的工作方式，以及模塊的內容。

簡單模塊

任何 .py 的文件都是一個簡單的模塊。為簡單起見，我們新建一個文件夾，在其中放兩個文件：

folder/
    MyModule.py
    test.py

其中 MyModule.py 的內容為：

#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-

var = "变量"

def f(): print("函数")

class C:
	def __str__(self): return "类"

而 test.py 的內容為：

#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-

import MyModule

print(MyModule.var)
MyModule.f()
obj = MyModule.C()
print(obj)

運行 test.py，輸出為：

变量
函数
类

可見，我們可以正常導入之前已經寫過的文件當中的變量、函數以及類。而 MyModule.py 就已經是一個模塊了。

拓展：module 對象

模塊同類、函數、一般的變量一樣，它也是一個對象。對於該對象的具體操作暫不贅述，這裏僅作為拓展。

簡單包

如果一個文件夾具有 __init__.py 文件，則該文件夾會被視為一個模塊（包）。

提示

對於文件系統中的體現，也不是沒有例外，命名空間包就不需要子包一定在父包的目錄下。但這是一種較高級的特性了，這裏不多涉及這一種包。

就像維基學院的頁面可以一個頁面有幾個分頁面一樣，模塊的包也可以一個包包含幾個子包。父包和子包在文件系統中的體現，就是父包是帶有 __init__.py 的父文件夾，而子包是帶有 __init__.py 的、父包文件夾的子文件夾。

這裏我們執行以下步驟以創建一個簡單的包。

1. 把上面「簡單模塊」章節中的 MyModule.py 重命名為 __init__.py
2. 新建一個 MyModule 文件夾，把 __init__.py 移動進去，形成這樣的結構：

folder/
    test.py
    MyModule/
        __init__.py

我們運行 test.py，輸出和上面的「簡單模塊」章節中的內容是一致的。

import 語句與包

我們依舊使用上面的示例。如果我們需要導入tkinter中 ttk 子模塊時，應當這樣導入：

import tkinter.ttk

但是，如果用上面的方法進行導入。我們在使用包的內容時，則需要用以下方式，寫明包的全稱來調用包中的東西，比如：

tkinter.ttk.Label(text = "test")

我們有兩種解決方法。第一種是 import ... as ...，第二種是利用 from ... import ...。

from ... import ...

類似 from math import trunc 可以讓之後調用 math.trunc 時無需標註包名，直接用 trunc 即可。相對調用也可以用於省略父包的名稱。比如：

from tkinter import ttk
ttk.Label(text = "test")  #相比上面的调用，省略了"tkinter."

這對於前綴過長時十分好用。

相對導入

對於包中的內容而言，支持一種稱作「相對導入」的方式。我們從文件樹開始。

folder/
    __init__.py
    test.py
    MyModule/
        __init__.py
        test2.py
        test3.py
        SubModule/
            __init__.py
            test4.py
    MyModule2/
        __init__.py
        test5.py

此時，在 test2.py 中支持以下操作：

from . import test3               #导入test3.py
from .. import test               #导入test.py
from .SubModule import test4     #导入test4.py
from ..MyModule2 import test5    #导入test5.py

注意：類的名稱

相對導入是關乎模塊名稱的。我們在導入模塊後，可以用 __name__ 屬性來訪問模塊的名稱，比如：

import tkinter.ttk as ttk
print(ttk.__name__)  #输出：tkinter.ttk

而直接被執行的（而非被導入）的文件總會以'__main__' 為名稱。比如我們直接執行以下代碼：

print(__name__)  #输出：__main__

相對導入和文件的 __name__ 屬性有關。在導入時，會按照被導入文件的 __name__ 屬性決定相對導入的對象。之所以上面在 test2.py 中的操作可以成功，是因為我們先執行了：

import folder.MyModule.test2

此時，test2.py 的 __name__ 屬性為 folder.MyModule.test2。在導入 test2.py 中代碼時，test2.py 中的內容會按照 test2.py 的 __name__ 屬性，被解釋為：

from . import test3               #"." 被替换为 "folder.MyModule."
from .. import test               #".." 被替换为 "folder."
from .SubModule import test4     #"." 被替换为 "folder.MyModule."
from ..MyModule2 import test5    #".." 被替换为 "folder."

若直接運行 test2.py 則 test2.py 的 __name__ 屬性變為了 __main__，此時就不適用於相對導入。使用了相對導入的文件不應該被直接執行。

特別的，對於 folder/__init__.py ，直接用：

from MyModule import test2

也是相對導入。

__main__

由於上面的特性，我們可以通過 __name__ 來判斷文件是否被直接執行。比如：

if __name__ == "__main__":
    print("被直接执行")
else:
    print("不被直接执行")

此時，可以通過不同的運行狀況，來使用對應的策略。比如：

def times(a,b):
    return a*b

if __name__ == "__main__":
    print(
     times(
      float(input("输入两个数字，输出乘法结果。\n第一个数字：")),
      float(input("第二个数字："))
     ))

直接執行包

對於僅有單個 .py 文件組成的模塊，直接執行模塊就是直接執行該 .py 文件。而對於包而言，直接執行模塊時，會執行其目錄中的 __main__.py 文件。

讀者既可以打開包的位置並手動執行其中的 __main__.py，也可以在比如 cmd.exe 中使用以下指令，直接執行已被安裝的包：

python -m PackageName

如果一個包中沒有 __main__.py，則那個包就不應被直接執行。

導入 __main__

我們也可以從模塊中導入 __main__ 的內容。比如：

folder/
    importmain.py
    test.py

其中 importmain.py 的內容為：

#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-

import __main__

def prtvar: print(__main__.var)

而 test.py 的內容為：

#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-

import importmain

var = "__main__中的变量"
importmain.prtvar()

運行 test.py，輸出為：

__main__中的变量

可以看出，我們在模塊中反過來調用了當時直接運行的文件中的變量。每個直接運行的文件，在運行中，可以被視為以 __main__ 為名稱的模塊。

模塊參數

在模塊中，一些特殊的變量在運行時可能有特殊的效果。如果模塊是包，這些變量應該寫在 __init__.py 里。

__all__

在 from Module import * 時，導入的內容名稱列表。比如在 json 模塊中，有：

__all__ = [
    'dump', 'dumps', 'load', 'loads',
    'JSONDecoder', 'JSONDecodeError', 'JSONEncoder',
]

如果我們使用：

from json import *

相當於：

from json import dump, dumps, load, loads, JSONDecoder, JSONDecodeError, JSONEncoder

如果不設置此項，則默認會導入所有對象（如果是包，還會導入所有子模塊），這會導致運行時間延長，並可能導致一些其它的副作用。

其它自定義參數

還有一些其它參數可以使用。這些變量在導入時作用不大，但在一些情況下可能有幫助。

參數名	類型	解釋
__version__	字符串	表示模塊版本的字符串
__author__	字符串	表示模塊作者，經常還包含作者的電子郵箱。比如 'Sample Name <Sample@example.com>'

導入時參數

上面 Python 文檔中所示屬性會在導入時自動寫入，並可以被調用。

import 語句查找模塊的順序

如果每創建一個新項目，都要把之前寫的模塊複製到項目文件夾下，無疑是很麻煩的。我們之前導入 keyword 模塊時，也沒有在項目文件夾中創建 keyword.py。可見，導入模塊不需要把模塊文件放在項目文件夾下。

對於一個語句 import Module，Python 會按先後順序查詢以下內容。

模塊緩存

在運行 Python 時，會先查詢已有的模塊緩存 sys.modules。該緩存保存了已經調用的所有模塊的信息。如果新調用的模塊恰好在這些信息內，則會直接從該信息調用新模塊。

比如，如果之前導入過 MyModule.SubModule ，則 MyModule 和 MyModule.SubModule 都會被寫入緩存中。

使用查找器

如果在緩存中找不到，則會使用查找器來進一步查找。讀者無需詳細了解查找器的內容，簡單來講，查找器會查找：

1. 內置模塊
   比如 keyword、math等。
2. 文件路徑
   當前運行的文件，其所在文件夾中是否有對應模塊。
3. 安裝的模塊路徑
   已經安裝的模塊所在的路徑。

已經安裝的模塊所在路徑

以Windows系統為例，默認是安裝在 %AppData%\Python\Python312\site-packages

dir 函數

內置函數 dir 會輸出模塊、類、函數等對象中，已有的屬性、方法和函數列表。比如： dir(float) 會輸出：

['__abs__', '__add__', '__bool__', '__ceil__', '__class__', '__delattr__', '__dir__', '__divmod__', '__doc__', '__eq__', '__float__', '__floor__', '__floordiv__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getformat__', '__getnewargs__', '__getstate__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__int__', '__le__', '__lt__', '__mod__', '__mul__', '__ne__', '__neg__', '__new__', '__pos__', '__pow__', '__radd__', '__rdivmod__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__rfloordiv__', '__rmod__', '__rmul__', '__round__', '__rpow__', '__rsub__', '__rtruediv__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__sub__', '__subclasshook__', '__truediv__', '__trunc__', 'as_integer_ratio', 'conjugate', 'fromhex', 'hex', 'imag', 'is_integer', 'real']

這包含了 float 對象支持的一切方法和屬性。