Как сделать свой модуль python
Введение в Python
Поиск
Новое на сайте
Модули в Python
Система модулей позволяет вам логически организовать ваш код на Python. Группирование кода в модули значительно облегчает процесс написания и понимания программы. Говоря простым языком, модуль в Python это просто файл, содержащий код на Python. Каждый модуль в Python может содержать переменные, объявления классов и функций. Кроме того, в модуле может находиться исполняемый код.
Команда import в Python:
Вы можете использовать любой питоновский файл как модуль в другом файле, выполнив в нем команду import. Команда import в Python обладает следующим синтаксисом:
Когда интерпретатор Python встречает команду import, он импортирует (дает доступ) этот модуль, если он присутствует в пути поиска Python. Путь поиска Python это список директорий, в которых интерпретатор производит поиск перед попыткой загрузить модуль. Например, чтобы использовать модуль math следует написать:
Важно знать, что модуль загружается лишь однажды, независимо от того, сколько раз он был импортирован. Это препятствует цикличному выполнению содержимого модуля.
Однако это конструкцию следует использовать с осторожностью, поскольку при импортировании нескольких модулей можно запутаться в своем собственном коде.
Местонахождение модулей в Python:
Когда вы импортируете модуль, интерпретатор Python ищет этот модуль в следующих местах:
Директория, в которой находится файл, в котором вызывается команда импорта
Если модуль не найден, Python ищет в каждой директории, определенной в консольной переменной PYTHONPATH.
Если и там модуль не найден, Python проверяет путь заданный по умолчанию
Путь поиска модулей сохранен в системном модуле sys в переменной path. Переменная sys.path содержит все три вышеописанных места поиска модулей.
Получение списка всех модулей Python установленных на компьютере:
Для того, чтобы получить список всех модулей, установленных на вашем компьютере достаточно выполнить команду:
Через несколько секунд вы получите список всех доступных модулей.
Создание своего модуля в Python:
А во втором вызовем эту функцию:
Выполнив код второго файла получим:
Hello from module_1
Функция dir():
Встроенная функция dir() возвращает отсортированный список строк, содержащих все имена, определенные в модуле.
Архитектура программы на Python:
Код на Python может быть организован следующим образом:
Пакеты модулей в Python:
Отдельные файлы-модули с кодом на Python могут объединяться в пакеты модулей. Пакет это директория (папка), содержащая несколько отдельных файлов-скриптов.
Например, имеем следующую структуру:
В файле inside_file.py определена некая функция foo. Тогда чтобы получить доступ к функции foo, в файле my_file следует выполнить следующий код:
from my_package.inside_file import foo
Так же обратите внимание на наличие внутри директории my_package файла __init__.py. Это может быть пустой файл, который сообщает Python, что данная директория является пакетом модулей. В Python 3.3 и выше включать файл __init__.py в пакет модулей стало необязательно, однако, рекомендуется делать это ради поддержки обратной совместимости.
Создание и импорт модулей
На предыдущих занятиях мы с вами иногда подключали сторонние модули для расширения базовой функциональности языка Python. И делали это так:
то есть, писали ключевое слово import, после которого указывали название модуля:
или, можно сделать так:
Но что такое модуль? В самом простом случае – это набор конструкций языка Python, например, набор часто используемых функций. Так, подключая модуль math, мы получаем доступ к тригонометрическим функциям:
И, потом можем вызвать их по следующему синтаксису:
И при запуске увидим значение косинуса при угле в 0,7 радиан.
Но зачем нужны модули? Дело в том, что при создании крупных проектов стараются предельно упрощать процесс разработки программ. И один из методов здесь – это декомпозиция большой задачи на множество более мелких, которые, как правило, можно реализовать независимо друг от друга. Представьте, например, что нам нужно создать программу по распознаванию лиц и разработчики решили для этого использовать нейронную сеть. Тогда программу в целом можно (упрощенно) представить следующими модулями.
При этом каждый модуль может включать (подключать) другие вспомогательные модули, образуя сложную иерархическую архитектуру программы.
Кроме того, модули бывают полезны, когда предполагается часто использовать определенный функционал в своих проектах. Не случайно язык Python поставляется с набором стандартных модулей, таких как math, random, sys и другие. Они значительно облегчают разработку самых разных программ. Их полный набор можно посмотреть на сайте https://docs.python.org/3/library/ или выполнить поиск на ресурсе https://pypi.org.
Давайте теперь подробнее посмотрим как подключаются и создаются модули в Python. Начнем с того, что мы хотим создать свой собственный модуль. Для этого создадим файл в том же каталоге, что и файл ex1.py и назовем его
Содержимое этого файла будет состоять из одной константы и трех функций:
Все, наш модуль создан. Теперь подключим его в нашей программе:
Обратите внимание, мы указываем имя файла нашего модуля без расширения py. То есть, имя файла – это и есть имя модуля. Далее, вызовем из него функцию, допустим, sum:
Здесь мы указали сначала имя модуля, поставили точку и затем, имя функции. То же самое, если требуется обратиться к отдельной переменной:
Откуда появилось mymath и что это такое? В действительности, это так называемое, пространство имен, которое автоматически создается при подключении модуля. И в этом пространстве определены все функции и переменные, чтобы избежать возможных конфликтов с другими подобными функциями. Например, в Python уже существует функция sum, но наш вариант из модуля mymath никак не повлияет на ее работоспособность. Вот для этого и нужны пространства имен.
Если же мы не хотим создавать нового пространства имен, то можно импортировать элементы модуля по следующему правилу:
В этом случае будет доступна только указанная функция sum модуля mymath. Причем, для ее использования уже не нужно писать название модуля, а просто вызвать ее по имени:
А вот другие элементы, например, переменная PI:
будет недоступна, т.к. не была импортирована. Если нужно импортировать таким образом несколько функций или переменных, то следует их перечислить через запятую:
или, для получения всего содержимого, записать звездочку:
Но, используя такой способ, можно столкнуться с конфликтом имен уже существующих переменных и функций с тем же именем. В нашем случае функция sum перекрывает стандартную функцию sum и прежняя уже недоступна. Чтобы такого не происходило можно указывать алиас (псевдоним) импортируемого элемента:
И к нашей функции мы можем теперь обратиться через этот алиас:
Тогда переменная PI доступна по своему имени, а функция sum по имени my_sum.
Если мы наш файл mymath.py поместим, например, в подкаталог lib, то при импорте указываем его следующим образом:
Если же импортируем непосредственно:
то будет сформировано пространство имен lib.mymath:
А теперь давайте посмотрим на особенности операции импорта. Предположим, что импортируем наш модуль
затем, меняем значение переменной:
и снова импортируем модуль:
выводим полученное значение:
и видим значение 3, а не 3,1415. Почему так произошло? Почему данные не обновились при повторном импорте? Дело в том, что Python в целях оптимизации импортирует каждый отдельный модуль только один раз и затем уже не меняет. Поэтому значение переменной PI осталось неизменным. Однако, модуль можно принудительно перезагрузить, используя вспомогательный модуль. В Python версии 3.4 и выше – это importlib:
Теперь, мы видим обновленное значение 3,1415.
Далее, когда мы импортируем данные с использованием from:
то они буквально копируются в глобальную область видимости нашей программы ex1.py. То есть, здесь идет создание новой переменной PI с соответствующим значением. В этом легко убедиться. Давайте импортируем модуль еще раз:
и изменим это значение:
выведем переменные в консоль:
Видите? Изменение переменной PI никак не затронуло переменную mymath.PI, т.к. это две совершенно разные переменные.
Но если подобную операцию выполнить с переменной, которая ссылается на изменяемый тип данных, например, список:
то ситуация кардинально меняется. Добавим этот список в наш модуль и запишем такую программу:
На выходе получаем одинаковые списки. Но если мы изменим один из них:
то это скажется и на изменении другого! То есть, изменяемые типы данных не копируются и обе переменные ar и mymath.ar ссылаются на один и тот же список.
Чтобы убедиться в этом окончательно, давайте вместо списка запишем кортеж:
Это неизменяемый тип, следовательно, должны при импортах получать копии, проверим:
Да, теперь изменение одного не ведет к изменению другого. Вот этот момент с импортом данных следует иметь в виду.
Далее, в Python имеется полезная функция
которая возвращает имена всех данных, которые импортируются с указанным модулем. Например, вот такая программа:
Отобразит в консоли следующий список имен:
[‘PI’, ‘__builtins__’, ‘__cached__’, ‘__doc__’, ‘__file__’, ‘__loader__’, ‘__name__’, ‘__package__’, ‘__spec__’, ‘ar’, ‘max2’, ‘max3’, ‘sum’]
Здесь помимо наших переменных PI, ar и функций max2, max3, sum имеется еще набор служебных переменных.
Задания для самоподготовки
1. Создайте модуль с двумя функциями, которые бы вычисляли периметр и площадь прямоугольника. Подключите этот модуль к основной программе и вызовите эти функции с аргументами, введенные с клавиатуры.
2. Задайте в модуле словарь, в котором ключами являются английские слова, а значениями соответствующие русские (переводы). Также добавьте необходимые функции для добавления и удаления новых слов в этом словаре. Импортируйте этот модуль в основную программу и реализуйте мини-словарь со следующим меню (функционалом):
1. Перевести слово
2. Добавить слово
3. Удалить слово
4. Завершить работу
Попробуйте развить идею словаря и добавьте возможность автоматического сохранения и считывания данных из файла (в файле сохраняется словарь целиком).
Видео по теме
#1. Первое знакомство с Python Установка на компьютер
#2. Варианты исполнения команд. Переходим в PyCharm
#3. Переменные, оператор присваивания, функции type и id
#4. Числовые типы, арифметические операции
#5. Математические функции и работа с модулем math
#6. Функции print() и input(). Преобразование строк в числа int() и float()
#7. Логический тип bool. Операторы сравнения и операторы and, or, not
#8. Введение в строки. Базовые операции над строками
#9. Знакомство с индексами и срезами строк
#10. Основные методы строк
#11. Спецсимволы, экранирование символов, row-строки
#12. Форматирование строк: метод format и F-строки
#14. Срезы списков и сравнение списков
#15. Основные методы списков
#16. Вложенные списки, многомерные списки
#17. Условный оператор if. Конструкция if-else
#18. Вложенные условия и множественный выбор. Конструкция if-elif-else
#19. Тернарный условный оператор. Вложенное тернарное условие
#20. Оператор цикла while
#21. Операторы циклов break, continue и else
#22. Оператор цикла for. Функция range()
#23. Примеры работы оператора цикла for. Функция enumerate()
#24. Итератор и итерируемые объекты. Функции iter() и next()
#25. Вложенные циклы. Примеры задач с вложенными циклами
#26. Треугольник Паскаля как пример работы вложенных циклов
#27. Генераторы списков (List comprehensions)
#28. Вложенные генераторы списков
#29. Введение в словари (dict). Базовые операции над словарями
#30. Методы словаря, перебор элементов словаря в цикле
#31. Кортежи (tuple) и их методы
#32. Множества (set) и их методы
#33. Операции над множествами, сравнение множеств
#34. Генераторы множеств и генераторы словарей
#35. Функции: первое знакомство, определение def и их вызов
#36. Оператор return в функциях. Функциональное программирование
#37. Алгоритм Евклида для нахождения НОД
#38. Именованные аргументы. Фактические и формальные параметры
#39. Функции с произвольным числом параметров *args и **kwargs
#40. Операторы * и ** для упаковки и распаковки коллекций
#41. Рекурсивные функции
#42. Анонимные (lambda) функции
#43. Области видимости переменных. Ключевые слова global и nonlocal
#44. Замыкания в Python
#45. Введение в декораторы функций
#46. Декораторы с параметрами. Сохранение свойств декорируемых функций
#47. Импорт стандартных модулей. Команды import и from
#48. Импорт собственных модулей
#49. Установка сторонних модулей (pip install). Пакетная установка
#50. Пакеты (package) в Python. Вложенные пакеты
#51. Функция open. Чтение данных из файла
#52. Исключение FileNotFoundError и менеджер контекста (with) для файлов
#53. Запись данных в файл в текстовом и бинарном режимах
#54. Выражения генераторы
#55. Функция-генератор. Оператор yield
#56. Функция map. Примеры ее использования
#57. Функция filter для отбора значений итерируемых объектов
#58. Функция zip. Примеры использования
#59. Сортировка с помощью метода sort и функции sorted
#60. Аргумент key для сортировки коллекций по ключу
#61. Функции isinstance и type для проверки типов данных
#62. Функции all и any. Примеры их использования
#63. Расширенное представление чисел. Системы счисления
#64. Битовые операции И, ИЛИ, НЕ, XOR. Сдвиговые операторы
#65. Модуль random стандартной библиотеки
© 2021 Частичное или полное копирование информации с данного сайта для распространения на других ресурсах, в том числе и бумажных, строго запрещено. Все тексты и изображения являются собственностью сайта
Как сделать свой модуль python
Создание модулей Python 3
Как самому создавать и импортировать модули?
Создание и импорт модулей
Процесс написания модулей ничем не отличается от создания любого другого файла Python. Внутри могут быть определения классов, функций, переменных, которые вы сможете потом применять в других Python-программах.
Вы также можете запустить файл командой:
В той же папке необходимо создать файл main_program.py. В него нужно импортировать созданный модуль, а потом вызывайте функцию. Файлы должны располагаться в одном каталоге, ведь модуль не встроенный. Иначе Python не сможет его найти. Наберите:
После импортирования модуля нужно вызвать функцию посредством ссылки на имя модуля в точечной нотации. Вы также можете импортировать модуль вот таким способом:
А потом вызвать его вот как world(). Теперь предстоит запустить программу через командную строку:
И у вас в терминале появятся вот такие строки:
Теперь мы с вами добавим переменную в модуль hello.py:
При помощи функции print() осуществите вызов переменной в нашем файле main_program.py:
Теперь при запуске программы на экране будет вот такая надпись:
Попробуем теперь переопределить класс в hello.py. Нам потребуется класс user, имеющий атрибуты mood и name. Нужна также функция, выводящая эти атрибуты:
Теперь потребуется добавить класс в самый низ файла main_program.py. Наберите:
Если вызвать класс User посредством hello.User(), то получите доступ к атрибутам и функциям в именном пространстве файла main_program.py. Для этого на последней строке и пишется jesse.tell_me_about_the_user() без вызова hello. Без ссылки на данный модель получится также вызвать любой атрибут класса. При запуске приложения вы увидите:
Помните, что модули могут реализовывать код, а не только хранят определения. Мы перепишем файл hello.py, чтобы увидеть как это работает. Нужно лишь реализовать функция world():
Следующий шаг — удаление всех строк из файла main_program.py за исключением import:
Теперь запустите программу main_program.py, и вы увидите на экране:
Что произошло? Модуль hello реализовал функцию world(). Она передалась в файл main_program.py, при запуске которого и выполняется.
Доступ к модулям из иной папки
Вы можете использовать модули одновременно в нескольких программах либо проектах. В такой ситуации все держать в одной папке проблематично. Файлы проще всего хранить в отдельных папках проектов. Если вы хотите применить модуль из одного проекта в другом, то это получится сделать несколькими способами:
Вы можете вызвать путь модуля с помощью программных файлов, использующих его. Это не более чем временное решение, которое подходит для этапа разработки. Такой подход не позволит сделать один модуль доступным для всей вашей системы.
Для добавления пути модуля в иной файл, нужно импортировать sys с другими модулями, которые вам потребуются в главном файле программы. Модуль sys вы сможете найти в Python Standard Library. Он нужен для предоставления индивидуальных системных параметров и функций, посредством которых получится задать путь нужного модуля.
Например, вы создали файл hello.py в папке /user/some/. При этом в старом каталоге у вас остался файл main_program.py. Для импорта модуля hello.py в main_program.py нужно перенести sys добавив путь /user/some/. По нему Python и сможет найти указанный файл. Наберите:
Если правильно задать путь к файлу hello.py, получится запустить без ошибок main_program.py. У нас будет такой же вывод, как и раньше.
2) Добавить модуль в путь Python
Такой вариант более удобный и его можно использовать постоянно. Вы добавляете модуль в путь, откуда Python берет пакеты и модули. Ваш модуль станет доступным в рамках всей системы. Сначала путь нужно будет узнать. Для этого запустите в среде разработки интерпретатор Python:
Проведите импорт модуля sys:
Теперь нужно с помощью функции отобразить путь Python:
Данная команда выведет хотя бы один системный путь. Однако в среде разработки можно получить сразу несколько путей. В таком случае вам придется определять нужный. Вы сможете добавить модули в общесистемный путь Python. Для этого:
В этот каталог нужно переместить файл hello.py. Далее импортируйте модуль hello:
Вы увидите, что программа теперь работает без ошибок.