編寫模塊 · 零基礎學python（第二版）

在本章之前，python還沒有顯示出太突出的優勢。本章開始，讀者就會越來越感覺到python的強大了。這種強大體現在“模塊自信”上，因為python不僅有很強大的自有模塊（稱之為標準庫），還有海量的第三方模塊，任何人還都能自己開發模塊，正是有了這么強大的“模塊自信”，才體現了python的優勢所在。并且這種方式也正在不斷被更多其它語言所借鑒。 “模塊自信”的本質是：開放。 python不是一個封閉的體系，是一個開放系統。開放系統的最大好處就是避免了“熵增”。 > 熵的概念是由德國物理學家克勞修斯于1865年（這一年李鴻章建立了江南機械制造總局，美國廢除奴隸制，林肯總統遇刺身亡，美國南北戰爭結束。）所提出。是一種測量在動力學方面不能做功的能量總數，也就是當總體的熵增加，其做功能力也下降，熵的量度正是能量退化的指標。 > > 熵亦被用于計算一個系統中的失序現象，也就是計算該系統混亂的程度。 > > 根據熵的統計學定義，熱力學第二定律說明一個孤立系統的傾向于增加混亂程度。換句話說就是對于封閉系統而言，會越來越趨向于無序化。反過來，開放系統則能避免無序化。 ## [](https://github.com/qiwsir/StarterLearningPython/blob/master/219.md#回憶過去)回憶過去在本教程的[《語句(1)》](https://github.com/qiwsir/StarterLearningPython/blob/master/121.md)中，曾經介紹了import語句，有這樣一個例子： ~~~ >>> import math >>> math.pow(3,2) 9.0 ~~~ 這里的math就是一個模塊，用import引入這個模塊，然后可以使用模塊里面的函數，比如這個pow()函數。顯然，這里我們是不需要自己動手寫具體函數的，我們的任務就是拿過來使用。這就是模塊的好處：拿過來就用，不用自己重寫。 ## [](https://github.com/qiwsir/StarterLearningPython/blob/master/219.md#模塊是程序)模塊是程序這個標題，一語道破了模塊的本質，它就是一個擴展名為`.py`的python程序。我們能夠在應該使用它的時候將它引用過來，節省精力，不需要重寫雷同的代碼。但是，如果我自己寫一個`.py`文件，是不是就能作為模塊import過來呢？還不那么簡單。必須得讓python解釋器能夠找到你寫的模塊。比如：在某個目錄中，我寫了這樣一個文件： ~~~ #!/usr/bin/env python # coding=utf-8 lang = "python" ~~~ 并把它命名為pm.py，那么這個文件就可以作為一個模塊被引入。不過由于這個模塊是我自己寫的，python解釋器并不知道，我得先告訴它我寫了這樣一個文件。 ~~~ >>> import sys >>> sys.path.append("~/Documents/VBS/StartLearningPython/2code/pm.py") ~~~ 用這種方式就是告訴python解釋器，我寫的那個文件在哪里。在這個告訴方法中，也用了一個模塊`import sys`，不過由于sys模塊是python被安裝的時候就有的，所以不用特別告訴，python解釋器就知道它在哪里了。上面那個一長串的地址，是ubuntu系統的地址格式，如果讀者使用的windows系統，請寫你所保存的文件路徑。 ~~~ >>> import pm >>> pm.lang 'python' ~~~ 本來在pm.py文件中，有一個變量`lang = "python"`，這次它作為模塊引入（注意作為模塊引入的時候，不帶擴展名），就可以通過模塊名字來訪問變量`pm.py`，當然，如果不存在的屬性這么去訪問，肯定是要報錯的。 ~~~ >>> pm.xx Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> AttributeError: 'module' object has no attribute 'xx' ~~~ 請讀者回到pm.py文件的存儲目錄，是不是多了一個擴展名是.pyc的文件？如果不是，你那個可能是外星人用的python。 > 解釋器，英文是：interpreter，港臺翻譯為：直譯器。在python中，它的作用就是將.py的文件轉化為.pyc文件，而.pyc文件是由字節碼(bytecode)構成的，然后計算機執行.pyc文件。關于這方面的詳細解釋，請參閱維基百科的詞條：[直譯器](http://zh.wikipedia.org/zh/%E7%9B%B4%E8%AD%AF%E5%99%A8) 不少人喜歡將這個世界簡化簡化再簡化。比如人，就分為好人還壞人，比如編程語言就分為解釋型和編譯型，不但如此，還將兩種類型的語言分別貼上運行效率高低的標簽，解釋型的運行速度就慢，編譯型的就快。一般人都把python看成解釋型的，于是就得出它運行速度慢的結論。不少人都因此上當受騙了，認為python不值得學，或者做不了什么“大事”。這就是將本來復雜的多樣化的世界非得劃分為“黑白”的結果。這種喜歡用“非此即彼”的思維方式考慮問題的現象可以說在現在很常見，比如一提到“日本人”，除了蒼老師，都該殺，這基本上是小孩子的思維方法，可惜在某個過度內大行其道。世界是復雜的，“敵人的敵人就是朋友”是幼稚的，“一分為二”是機械的。當然，蒼老師是德藝雙馨的。就如同剛才看到的那個.pyc文件一樣，當python解釋器讀取了.py文件，先將它變成由字節碼組成的.pyc文件，然后這個.pyc文件交給一個叫做python虛擬機的東西去運行（那些號稱編譯型的語言也是這個流程，不同的是它們先有一個明顯的編譯過程，編譯好了之后再運行）。如果.py文件修改了，python解釋器會重新編譯，只是這個編譯過程不是完全顯示給你看的。我這里說的比較籠統，要深入了解python程序的執行過程，可以閱讀這篇文章：[說說Python程序的執行過程](http://www.cnblogs.com/kym/archive/2012/05/14/2498728.html) 總之，有了.pyc文件后，每次運行，就不需要從新讓解釋器來編譯.py文件了，除非.py文件修改了。這樣，python運行的就是那個編譯好了的.pyc文件。是否還記得，我們在前面寫有關程序，然后執行，常常要用到`if __name__ == "__main__"`。那時我們寫的.py文件是來執行的，這時我們同樣寫了.py文件，是作為模塊引入的。這就得深入探究一下，同樣是.py文件，它是怎么知道是被當做程序執行還是被當做模塊引入？為了便于比較，將pm.py文件進行改造，稍微復雜點。 ~~~ #!/usr/bin/env python # coding=utf-8 def lang(): return "python" if __name__ == "__main__": print lang() ~~~ 如以前做的那樣，可以用這樣的方式： ~~~ $ python pm.py python ~~~ 但是，如果將這個程序作為模塊，導入，會是這樣的： ~~~ >>> import sys >>> sys.path.append("~/Documents/VBS/StarterLearningPython/2code/pm.py") >>> import pm >>> pm.lang() 'python' ~~~ 因為這時候pm.py中的函數lang()就是一個屬性： ~~~ >>> dir(pm) ['__builtins__', '__doc__', '__file__', '__name__', '__package__', 'lang'] ~~~ 同樣一個.py文件，可以把它當做程序來執行，還可以將它作為模塊引入。 ~~~ >>> __name__ '__main__' >>> pm.__name__ 'pm' ~~~ 如果要作為程序執行，則`__name__ == "__main__"`；如果作為模塊引入，則`pm.__name__ == "pm"`，即變量`__name__`的值是模塊名稱。用這種方式就可以區分是執行程序還是作為模塊引入了。在一般情況下，如果僅僅是用作模塊引入，可以不寫`if __name__ == "__main__"`。 ## [](https://github.com/qiwsir/StarterLearningPython/blob/master/219.md#模塊的位置)模塊的位置為了讓我們自己寫的模塊能夠被python解釋器知道，需要用`sys.path.append("~/Documents/VBS/StarterLearningPython/2code/pm.py")`。其實，在python中，所有模塊都被加入到了sys.path里面了。用下面的方法可以看到模塊所在位置： ~~~ >>> import sys >>> import pprint >>> pprint.pprint(sys.path) ['', '/usr/local/lib/python2.7/dist-packages/autopep8-1.1-py2.7.egg', '/usr/local/lib/python2.7/dist-packages/pep8-1.5.7-py2.7.egg', '/usr/lib/python2.7', '/usr/lib/python2.7/plat-i386-linux-gnu', '/usr/lib/python2.7/lib-tk', '/usr/lib/python2.7/lib-old', '/usr/lib/python2.7/lib-dynload', '/usr/local/lib/python2.7/dist-packages', '/usr/lib/python2.7/dist-packages', '/usr/lib/python2.7/dist-packages/PILcompat', '/usr/lib/python2.7/dist-packages/gtk-2.0', '/usr/lib/python2.7/dist-packages/ubuntu-sso-client', '~/Documents/VBS/StarterLearningPython/2code/pm.py'] ~~~ 從中也發現了我們自己寫的那個文件。凡在上面列表所包括位置內的.py文件都可以作為模塊引入。不妨舉個例子。把前面自己編寫的pm.py文件修改為pmlib.py，然后把它復制到`'/usr/lib/python2.7/dist-packages`中。（這是以ubuntu為例說明，如果是其它操作系統，讀者用類似方法也能找到。） ~~~ $ sudo cp pm.py /usr/lib/python2.7/dist-packages/pmlib.py [sudo] password for qw: $ ls /usr/lib/python2.7/dist-packages/pm* /usr/lib/python2.7/dist-packages/pmlib.py ~~~ 文件放到了指定位置。看下面的： ~~~ >>> import pmlib >>> pmlib.lang <function lang at 0xb744372c> >>> pmlib.lang() 'python' ~~~ 也就是，要將模塊文件放到合適的位置——就是sys.path包括位置——就能夠直接用import引入了。 ## [](https://github.com/qiwsir/StarterLearningPython/blob/master/219.md#pythonpath環境變量)PYTHONPATH環境變量將模塊文件放到指定位置是一種不錯的方法。當程序員都喜歡自由，能不能放到別處呢？當然能，用`sys.path.append()`就是不管把文件放哪里，都可以把其位置告訴python解釋器。但是，這種方法不是很常用。因為它也有麻煩的地方，比如在交互模式下，如果關閉了，然后再開啟，還得從新告知。比較常用的告知方法是設置PYTHONPATH環境變量。 > 環境變量，不同操作系統的設置方法略有差異。讀者可以根據自己的操作系統，到網上搜索設置方法。我以ubuntu為例，建立一個python的目錄，然后將我自己寫的.py文件放到這里，并設置環境變量。 ~~~ :~$ mkdir python :~$ cd python :~/python$ cp ~/Documents/VBS/StarterLearningPython/2code/pm.py mypm.py :~/python$ ls mypm.py ~~~ 然后將這個目錄`~/python`，也就是`/home/qw/python`設置環境變量。 ~~~ vim /etc/profile ~~~ 提醒要用root權限，在打開的文件最后增加`export PATH = /home/qw/python:$PAT`，然后保存退出即可。注意，我是在`~/python`目錄下輸入`python`，進入到交互模式： ~~~ :~$ cd python :~/python$ python >>> import mypm >>> mypm.lang() 'python' ~~~ 如此，就完成了告知過程。 ## [](https://github.com/qiwsir/StarterLearningPython/blob/master/219.md#__init__py方法)`__init__.py`方法 `__init__.py`是一個空文件，將它放在某個目錄中，就可以將該目錄中的其它.py文件作為模塊被引用。這個具體應用參見[用tornado做網站(2)](https://github.com/qiwsir/StarterLearningPython/blob/master/304.md)