Python基礎(chǔ)教程-第6章-代碼復(fù)用-模塊-課件

學(xué)院系部名稱主講：授課教師姓名Python基礎(chǔ)教程第6章代碼復(fù)用—模塊學(xué)院系部名稱主講：授課教師姓名Python基礎(chǔ)教程第Python中，庫Library、包Package、模塊Module，統(tǒng)稱為模塊。Python自帶了功能豐富的標(biāo)準(zhǔn)庫，另外還有數(shù)量龐大的各種第三方庫。使用這些功能的基本方法就是使用模塊。通過函數(shù)，可以在程序中重用自己的代碼；通過模塊，則可以重用別的程序中的代碼。本章的目標(biāo)是掌握模塊的使用。第6章代碼復(fù)用—模塊Python中，庫Library、包Package、?！窘虒W(xué)導(dǎo)航】學(xué)習(xí)目標(biāo)1．了解模塊的的概念2．掌握模塊的使用3．了解包的概念4．掌握常用模塊的操作教學(xué)重點(diǎn)模塊的使用、常用模塊的操作教學(xué)方式案例教學(xué)法、分組討論法、自主學(xué)習(xí)法、探究式訓(xùn)練法課時(shí)建議6課時(shí)【教學(xué)導(dǎo)航】學(xué)習(xí)目標(biāo)1．了解模塊的的概念教學(xué)重點(diǎn)模塊的使用、本章主要內(nèi)容Python中的包模塊概述模塊的使用123常用模塊介紹4實(shí)訓(xùn)65本章主要內(nèi)容Python中的包模塊概述模塊的使用123常用第6章代碼復(fù)用—模塊模塊是一個(gè)保存了Python代碼的文件。模塊能定義函數(shù)、類和變量。模塊中也能包含可執(zhí)行的代碼。模塊分為三種：自定義模塊、內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)模塊、開源模塊（第三方）。

[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1．了解模塊的定義2．了解命名空間與模塊的關(guān)系第6章代碼復(fù)用—模塊模塊是一個(gè)保存了Python代6.1.1模塊定義模塊（Module）是用來組織Python程序代碼的一種方法。當(dāng)程序的代碼量比較大時(shí)，可以將代碼分成多個(gè)彼此聯(lián)系又相互獨(dú)立的代碼段，而每個(gè)代碼段可能包含數(shù)據(jù)成員和方法的類（“數(shù)據(jù)成員和方法的類”是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的說法，在沒有面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基礎(chǔ)時(shí)，可以理解為數(shù)據(jù)和程序代碼的總和）。這樣的代碼段是共享的，所以可將代碼段通過導(dǎo)入（Import）的手段加入到正在編寫的程序中，讓程序使用模塊中這些可共享的代碼段。這樣看來，模塊是一個(gè)包含諸多可共享的代碼段的組織單位。還有一個(gè)更大的單位，稱為包，它是用來組織模塊的。6.1.1模塊定義模塊（Module）是用來組織6.1.1模塊定義模塊的概念是站在邏輯結(jié)構(gòu)層面建立的概念，它在磁盤中的存在形式仍然是文件。模塊的文件名就是模塊名加上擴(kuò)展名.py。模塊文件名應(yīng)盡量使用小寫命名，首字母保持小寫，盡量不要用下畫線（除非多個(gè)單詞，且數(shù)量不多的情況）模塊可以理解為是一個(gè)包含了函數(shù)和變量的py文件。在你的程序中引入了某個(gè)模塊，就可以使用其中的函數(shù)和變量。

模塊也是Python對(duì)象，具有隨機(jī)的名字屬性用來綁定或引用。簡(jiǎn)單地說，模塊就是一個(gè)保存了Python代碼的文件。模塊中能定義函數(shù)、類和變量。模塊也能包含可執(zhí)行的代碼。6.1.1模塊定義模塊的概念是站在邏輯結(jié)構(gòu)層面建6.1.1模塊定義庫：具有相關(guān)功能模塊的集合。這也是Python的一大特色，即具有強(qiáng)大的標(biāo)準(zhǔn)庫、第三方庫及自定義模塊。標(biāo)準(zhǔn)庫：就是下載安裝的Python中那些自帶的模塊，要注意的是，里面有一些模塊是看不到的，比如像sys模塊，這與Linux下看不到cd命令是一樣的。

第三方庫：就是由其他的第三方機(jī)構(gòu)發(fā)布的具有特定功能的模塊。

自定義模塊：用戶可以自行編寫模塊，然后使用。6.1.1模塊定義庫：具有相關(guān)功能模塊的集合。這6.1.2命名空間

命名空間是名稱（標(biāo)識(shí)符）到對(duì)象的映射。模塊有自己唯一的命名空間。變量作用域就是變量的使用范圍。確定一個(gè)變量的作用域，首先要確定變量是否在其局部命名空間，不在其局部命名空間時(shí)，再查找是否在全局命名空間，最后在內(nèi)置命名空間中查找。因此，變量作用域與命名空間是有關(guān)聯(lián)的。如果用戶自己創(chuàng)建了一個(gè)模塊mymodule，并且用戶要在程序中使用模塊mymodule中的函數(shù)（方法）fun()，則需要使用mymodule.fun()形式，這實(shí)際上是指定了模塊的命名空間。即使在不同的模塊中有相同的函數(shù)（方法），因?yàn)槭褂昧嗣臻g，也不至于產(chǎn)生使用上的沖突。Python系統(tǒng)提供了幾個(gè)內(nèi)置函數(shù)用于支持模塊。它們是：__import__()函數(shù)，它能實(shí)現(xiàn)與import語句相同的功能；globals()和locals()函數(shù)，分別返回調(diào)用者的全局命名空間或局部命名空間。6.1.2命名空間命名空間是名稱（標(biāo)識(shí)符）到對(duì)象的映

6.2模塊的使用在Python解釋器上不能直接使用函數(shù)庫中的函數(shù)，因?yàn)檫@些函數(shù)都封裝在某一函數(shù)庫中，要使用庫中的某一函數(shù)，先要導(dǎo)入相應(yīng)的函數(shù)庫，或者稱導(dǎo)入模塊。[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1．了解模塊的導(dǎo)入2．掌握模塊多種導(dǎo)入方式3．了解模塊的定位4．掌握模塊的查找5．了解自定義模塊時(shí)外層代碼的處理6.2模塊的使用在Python解釋器上不能直接使用函數(shù)6.2.1模塊導(dǎo)入模塊使用前需要導(dǎo)入，導(dǎo)入后才能執(zhí)行。所謂執(zhí)行，就是被導(dǎo)入的模塊中定義的全局變量被賦值、類及函數(shù)的聲明將被執(zhí)行。導(dǎo)入模塊使用import語句和from…import語句。導(dǎo)入方法有以下三種。方法1：import<庫名>方法2：import<庫名>as<新名字>方法3：from<庫名>import<函數(shù)名>|*6.2.1模塊導(dǎo)入模塊使用前需要導(dǎo)入，導(dǎo)入后才能6.2.1模塊導(dǎo)入對(duì)于第（1）種方法，使用函數(shù)時(shí)要寫成：<庫名>.<函數(shù)名>；對(duì)于第（2）種方法，使用函數(shù)時(shí)要寫成：<新名字>.<函數(shù)名>；對(duì)于第（3）種方法，直接寫函數(shù)名就行。1．import語句想使用Python源文件，只需在另一個(gè)源文件中執(zhí)行import語句，語法如下： import<庫名>使用import語句可以導(dǎo)入整個(gè)模塊。例如： importsys這是導(dǎo)入Python標(biāo)準(zhǔn)庫的sys模塊。sys模塊提供了許多函數(shù)和變量來處理Python運(yùn)行時(shí)環(huán)境的不同部分。6.2.1模塊導(dǎo)入對(duì)于第（1）種方法，使用函數(shù)時(shí)要寫成：6.2.1模塊導(dǎo)入import語句執(zhí)行的過程是：在搜索路徑中找到指定的模塊，然后加載該模塊。如果在一個(gè)程序的頂層導(dǎo)入指定模塊，則所指定模塊的作用域是全局的；如果在函數(shù)中導(dǎo)入，那么它的作用域是局部的。搜索路徑是一個(gè)解釋器會(huì)先進(jìn)行搜索的所有目錄的列表。如想要導(dǎo)入模塊hello.py，需要把命令放在腳本的頂端。當(dāng)解釋器遇到import語句，如果模塊在當(dāng)前的搜索路徑中就會(huì)被導(dǎo)入，如例6-2-1所示。6.2.1模塊導(dǎo)入import語句執(zhí)行的過程是：6.2.1模塊導(dǎo)入以上實(shí)例輸出結(jié)果如下： 1.4142135623730951導(dǎo)入模塊后，必須要通過“模塊名.函數(shù)名”調(diào)用模塊中的函數(shù)，不能直接使用模塊中的函數(shù)名，否則會(huì)報(bào)錯(cuò)，如上例中，直接使用“print(sqrt(2))”語句，將報(bào)“name'sqrt'isnotdefined”錯(cuò)誤。因?yàn)樵诋?dāng)前命名空間下，不包括sqrt()函數(shù)的定義。不管執(zhí)行了多少次import。一個(gè)模塊只會(huì)被導(dǎo)入一次，這樣可以防止導(dǎo)入模塊被一遍又一遍地執(zhí)行。6.2.1模塊導(dǎo)入以上實(shí)例輸出結(jié)果如下：6.2.1模塊導(dǎo)入2．import…as…語句在例6-2-1中，使用importmath導(dǎo)入數(shù)學(xué)模塊，此時(shí)調(diào)用函數(shù)時(shí)，函數(shù)前面需要添加模塊名，如math.sqrt()。如果模塊名字比較長(zhǎng)或名稱可能重復(fù)，或不想直接使用模塊名進(jìn)行調(diào)用，這時(shí)可以使用import…as…語句，語法如下：import<庫名>as<新名字>使用as創(chuàng)建別名，然后再通過別名進(jìn)行模塊內(nèi)函數(shù)調(diào)用，調(diào)用格式為“別名.函數(shù)名”。操作如例6-2-2所示。例6-2-2導(dǎo)入數(shù)學(xué)模塊。6.2.1模塊導(dǎo)入2．import…as…語句6.2.1模塊導(dǎo)入以上實(shí)例輸出結(jié)果如下：3．from…import語句有時(shí)候，需要在默認(rèn)空間下直接使用某模塊的相關(guān)函數(shù)，此時(shí)可以使用from…import語句。Python的from語句從模塊中導(dǎo)入一個(gè)指定的部分到當(dāng)前命名空間中。語法如下： from<庫名>import<函數(shù)名>例如，要導(dǎo)入數(shù)學(xué)模塊math的sqrt函數(shù)，使用如下語句： frommathimportsqrt

6.2.1模塊導(dǎo)入以上實(shí)例輸出結(jié)果如下：6.2.1模塊導(dǎo)入這個(gè)聲明不會(huì)把整個(gè)math模塊導(dǎo)入到當(dāng)前的命名空間中，它會(huì)將math中的sqrt單個(gè)引入到執(zhí)行這個(gè)聲明的模塊的全局符號(hào)表，此時(shí)，不可使用“模塊名.函數(shù)名”進(jìn)行調(diào)用，需直接使用從模塊中導(dǎo)入的函數(shù)名。實(shí)例如例6-2-3所示例6-2-3導(dǎo)入數(shù)學(xué)模塊中的單個(gè)函數(shù)到當(dāng)前命名空間。以上實(shí)例輸出結(jié)果如下：4．from…import*語句from…import*語句的語法格式如下： from模塊名import*from…import*語句可以導(dǎo)入模塊的某些屬性，也可以使用“frommoduleimport*”導(dǎo)入所有屬性。6.2.1模塊導(dǎo)入這個(gè)聲明不會(huì)把整個(gè)math6.2.1模塊導(dǎo)入

把一個(gè)模塊的所有內(nèi)容全都導(dǎo)入到當(dāng)前的命名空間也是可行的，如導(dǎo)入math模塊的全部?jī)?nèi)容，只需使用如下聲明： frommathimport*這提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的方法來導(dǎo)入一個(gè)模塊中的所有項(xiàng)目。使用這種導(dǎo)入方法和第三種方式相似，也不可使用“模塊名.函數(shù)名”進(jìn)行調(diào)用，需直接使用模塊中的函數(shù)名。然而這種聲明不該被過多地使用，否則內(nèi)存消耗比較大。6.2.1模塊導(dǎo)入6.2.2模塊定位查找1．定位模塊當(dāng)導(dǎo)入一個(gè)模塊，Python解釋器對(duì)模塊位置的搜索順序是：●當(dāng)前目錄。●如果不在當(dāng)前目錄，Python則搜索在shell變量PYTHONPATH下的每個(gè)目錄。●如果還找不到，Python會(huì)查看默認(rèn)路徑。Windows下，默認(rèn)路徑一般是Python安裝路徑。UNIX下，默認(rèn)路徑一般為/usr/local/lib/python/。模塊搜索路徑存儲(chǔ)在system模塊的sys.path變量中。變量中包含當(dāng)前目錄、PYTHONPATH和由安裝過程決定的默認(rèn)目錄。6.2.2模塊定位查找1．定位模塊6.2.2模塊定位查找2．模塊的查找當(dāng)用戶需要導(dǎo)入一個(gè)模塊時(shí)，用戶會(huì)使用import命令在搜索路徑中查找指定模塊的文件名。搜索路徑是一個(gè)特定目錄的集合，Python系統(tǒng)只在這些特定的搜索路徑中查找模塊文件名。這個(gè)特定的目錄是Python系統(tǒng)安裝時(shí)確定的默認(rèn)搜索路徑。默認(rèn)搜索路徑被保存在sys模塊的sys.path變量中，用戶可以使用命令查看。實(shí)例如例6-2-4所示。例6-2-4查看Python默認(rèn)搜索路徑。6.2.2模塊定位查找2．模塊的查找6.2.2模塊定位查找以上實(shí)例輸出結(jié)果如下：這是前面頁命令產(chǎn)生的結(jié)果，是一個(gè)列表?？梢酝ㄟ^append()方法向sys.path變量中增加一個(gè)目錄： sys.path.append（'要增加的目錄路徑’）如果是用戶自己建立的模塊，應(yīng)該將模塊的文件（例如前面說的mymodule.py）存放在指定的目錄中。6.2.2模塊定位查找以上實(shí)例輸出結(jié)果如下：6.2.2模塊定位查找當(dāng)Python系統(tǒng)解釋器在標(biāo)準(zhǔn)模式下啟動(dòng)時(shí)，一些模塊會(huì)被解釋器自動(dòng)導(dǎo)入，它們是與系統(tǒng)操作相關(guān)聯(lián)的模塊，如：builtins模塊。Python中有些內(nèi)置函數(shù)，不需要導(dǎo)入模塊，就可以直接使用，例如abs()。6.2.2模塊定位查找當(dāng)Python系統(tǒng)解釋6.2.3自定義模塊調(diào)用在規(guī)范的代碼中，通常都會(huì)有一句“if__name__=="__main__"：”作為程序的入口，但到目前為止，發(fā)現(xiàn)沒有這么一句代碼，程序也能正常運(yùn)行。Python文件有兩種使用的方法，第一是直接作為腳本執(zhí)行，第二是import到其他的Python腳本中被調(diào)用（模塊重用）執(zhí)行。之前，所有的任務(wù)練習(xí)都采用第一種方法，直接作為腳本執(zhí)行。但實(shí)際上，模塊就是一個(gè)普通的Python程序文件，任何一個(gè)普通的Python文件都可以作為模塊導(dǎo)入。在Python文件作為模塊導(dǎo)入的時(shí)候，有些代碼不能被執(zhí)行，否則會(huì)出問題。

采用“if__name__="__main__"：”寫法，表示如果是外部文件調(diào)用，不執(zhí)行此處代碼。__name__是指示當(dāng)前py文件調(diào)用方式的方法。如果它等于“__main__”就表示直接執(zhí)行，如果不是，則用來被別的文件調(diào)用，這個(gè)時(shí)候if判斷結(jié)果就為False，那么就不執(zhí)行外層的代碼。6.2.3自定義模塊調(diào)用在規(guī)范的代碼中，通常都6.2.3自定義模塊調(diào)用“if__name__=='main'：”的作用就是控制這兩種情況執(zhí)行代碼的過程，在“if__name__=='main'：”下的代碼只有在第一種情況下（即文件作為腳本直接執(zhí)行）才會(huì)被執(zhí)行，而import到其他腳本中是不會(huì)被執(zhí)行的。操作實(shí)例如例6-2-5所示。

例6-2-5創(chuàng)建stu.py文件，代碼如下：以上實(shí)例輸出結(jié)果如下：6.2.3自定義模塊調(diào)用“if__name__=6.2.3自定義模塊調(diào)用

直接執(zhí)行stu.py，結(jié)果如上，輸出列表原始數(shù)據(jù)和學(xué)生信息兩行字符串。即，“if__name__=="__main__"：”語句之前和之后的代碼都被執(zhí)行。

然后在同一文件夾新建名稱為import_stu.py的腳本中，輸入如下代碼：

importstu執(zhí)行import_stu.py腳本，輸出結(jié)果如下：[{'stu_age':18,'stu_id':1,'stu_name':'張三’}]結(jié)果中只輸出了列表數(shù)據(jù)。即，“if__name__=="__main__"：”之前的語句被執(zhí)行，之后的沒有被執(zhí)行。6.2.3自定義模塊調(diào)用 直接執(zhí)行stu.py，結(jié)果如6.2.3自定義模塊調(diào)用每個(gè)Python模塊（Python文件，也就是此處的stu.py和import_stu.py）都包含內(nèi)置的變量__name__。當(dāng)運(yùn)行模塊被執(zhí)行時(shí)，__name__等于文件名（包含了后綴.py）；如果import到其他模塊中，則__name__等于模塊名稱（不包含后綴.py）。而“__main__”等于當(dāng)前執(zhí)行文件的名稱（包含了后綴.py），進(jìn)而當(dāng)模塊被直接執(zhí)行時(shí)，“__name__=='main'”的結(jié)果為真。示例如下。復(fù)制stu.py代碼，保存為stu1.py，在stu1.py程序的“if__name__=="__main__"：”之前加入“print（__name__）”，即將__name__打印出來。文件內(nèi)容和結(jié)果如下：可以看出，此時(shí)變量__name__的值為“__main__”，然后在同一文件夾中新建名稱為import_stu1.py的腳本，輸入如下代碼：6.2.3自定義模塊調(diào)用每個(gè)Python模塊（Pyt6.2.3自定義模塊調(diào)用importstu1執(zhí)行import_stu1.py腳本，輸出結(jié)果如下：[{'stu_name':'張三','stu_id':1,'stu_age':18}]stu1然后在同一文件夾中新建名稱為import_stu.py的腳本，只輸入如下代碼：importstu執(zhí)行import_stu.py腳本，輸出結(jié)果如下：[{'stu_age':18,'stu_name':'張三','stu_id':1}]此時(shí)，test.py中的__name__變量值為stu1，不滿足__name__=="__main__"的條件，因此，無法執(zhí)行其后的代碼，不能輸出“stul”6.2.3自定義模塊調(diào)用importstu16.3 Python中的包變量的作用域是Python學(xué)習(xí)中一個(gè)必須理解和掌握的知識(shí)。本節(jié)從局部變量和全局變量開始全面解析Python中的變量作用域。[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1．了解包的概念2．掌握包的使用6.3 Python中的包變量的作用域是Python6.3.1包的概念包是在模塊之上的概念，為了方便管理而將文件進(jìn)行打包。包目錄下第一個(gè)文件便是__init__.py，然后是一些模塊文件和子目錄，假如子目錄中也有__init__.py，那么它就是這個(gè)包的子包了。常見的包結(jié)構(gòu)如圖6-3-1所示。包結(jié)構(gòu)是一個(gè)分層次的文件目錄結(jié)構(gòu)，它定義了一個(gè)由模塊及子包和子包下的子包等組成的Python的應(yīng)用環(huán)境。包是模塊更上一層的概念，一個(gè)包可以包含多個(gè)模塊。包能夠幫助用戶將有聯(lián)系的模塊組織在一個(gè)包內(nèi)；同時(shí)還可以解決模塊名沖突。圖6-3-1常見的包結(jié)構(gòu)6.3.1包的概念包是在模塊之上的概念，為了方便管理6.3.1包的概念當(dāng)模塊名或者包名過長(zhǎng)時(shí)，為了后面的程序編寫，可以給其取別名，格式如下import包名as別名建立包的方法為：在Python的工作目錄下的LIB子目錄中建立一個(gè)目錄，這個(gè)建立的目錄名就是包的名字，將模塊置入包（目錄）內(nèi)。

有些包中有內(nèi)置函數(shù)，導(dǎo)入包名之后，可以直接通過“包名.函數(shù)名”來調(diào)用函數(shù)。我們知道包是模塊的合集，如果使用到了包中的某些模塊，一般情況下需要通過“包名.模塊名.函數(shù)名”來調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)，為了方便編寫程序，可以通過“from包名import模塊名”直接導(dǎo)入模塊，這樣就不需要再寫包名了。

如果包中還有子包的話，同樣為了方便程序編寫，可以通過“from包名.子包名import模塊名”導(dǎo)入模塊。6.3.1包的概念當(dāng)模塊名或者包名過長(zhǎng)時(shí)，為了后面的程序編寫6.3.2包使用實(shí)例（1）創(chuàng)建一個(gè)目錄web，在web目錄中寫入stu.py、tea.py、admin.py三個(gè)文件。stu.py這個(gè)文件有如下源代碼： defStu(): print("I'mastudent")同樣的，另外兩個(gè)文件中的函數(shù)如下（2）tea.py含有函數(shù)Tea()，代碼如下： defTea(): print("I'mateacher”)（3）admin.py含有函數(shù)Admin()，代碼如下： defAdmin(): print("I'maadministrator")（4）在web目錄下創(chuàng)建空文件，命名為__init__.py。6.3.2包使用實(shí)例（1）創(chuàng)建一個(gè)目錄web，在web目錄中6.3.2包使用實(shí)例

在不使用包的方式下，直接在web目錄下新建Python文件，可以直接使用stu.py、tea.py、admin.py這三個(gè)文件內(nèi)容。●第一種方式，新建py文件作啟動(dòng)文件，文件名可任意取，保存在web目錄下，如例6-3-1所示。例6-3-1使用from...import...導(dǎo)入文件模塊實(shí)例。上述實(shí)例輸出結(jié)果如下： I'mastudent I'mateacher I'maadministrator6.3.2包使用實(shí)例在不使用包的方式下，直接在we6.3.2 包使用實(shí)例●第二種方式，新建py文件作啟動(dòng)文件，文件名可任意取，保存在web目錄下，如例6-3-2所示。例6-3-2使用import導(dǎo)入文件模塊實(shí)例。例6-3-2和例6-3-1實(shí)例輸出相同，輸出結(jié)果如下：如上，為了舉例，我們?cè)诿總€(gè)文件中只放置了一個(gè)函數(shù)，但其實(shí)可以放置多個(gè)函數(shù)。也可以在這些文件中定義Python的類，然后為這些類創(chuàng)建一個(gè)包。6.3.2 包使用實(shí)例●第二種方式，新建py文件作啟6.4常用模塊介紹本節(jié)介紹time和calendar標(biāo)準(zhǔn)庫、數(shù)學(xué)函數(shù)math及json模塊，而random這個(gè)庫是全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試二級(jí)Python語言程序設(shè)計(jì)考試大綱（2018年版）中第七部分—Python計(jì)算生態(tài)中第1點(diǎn)（標(biāo)準(zhǔn)庫）中必考的一個(gè)庫。time標(biāo)準(zhǔn)庫是選考的一個(gè)庫。[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1．了解并掌握time標(biāo)準(zhǔn)庫的使用2．了解并掌握calendar標(biāo)準(zhǔn)庫的使用

3.了解并掌握math模塊的使用4.了解并掌握json數(shù)據(jù)的使用6.4常用模塊介紹本節(jié)介紹time和calendar標(biāo)準(zhǔn)庫、6.4.1時(shí)間與日期在數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析方面，時(shí)間是一個(gè)很重要的因素。很多時(shí)候，只考慮一定時(shí)期內(nèi)的數(shù)據(jù)，時(shí)間對(duì)數(shù)據(jù)的有效性有很大影響。在數(shù)據(jù)分析時(shí)，Python需要對(duì)數(shù)據(jù)的時(shí)效性有準(zhǔn)確的把握。在程序中，Python能用很多方式處理日期和時(shí)間數(shù)據(jù)。Python提供了一個(gè)time和calendar模塊用來處理日期和時(shí)間。

1．time模塊 time模塊包含了以下內(nèi)置函數(shù)，既有與時(shí)間處理相關(guān)的，也有用于轉(zhuǎn)換時(shí)間格式的，如表6-4-1所示。序號(hào)函數(shù)及描述1time.altzone返回格林威治西部的夏令時(shí)地區(qū)的偏移秒數(shù)。如果該地區(qū)在格林威治的東部會(huì)返回負(fù)值（如西歐，包括英國(guó)）。它對(duì)夏令時(shí)啟用地區(qū)才能使用2time.asctime([tupletime])接受時(shí)間元組并返回一個(gè)可讀的形式為“SatJul1310:34:092019”（2019年7月13日周六18時(shí)07分14秒）的24個(gè)字符的字符串6.4.1時(shí)間與日期在數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析方面，時(shí)間是一個(gè)6.4.1時(shí)間與日期序號(hào)函數(shù)及描述3time.clock()用以浮點(diǎn)數(shù)計(jì)算的秒數(shù)返回當(dāng)前的CPU時(shí)間。用來衡量不同程序的耗時(shí)，它比time.time()更有用4time.ctime([secs])作用相當(dāng)于asctime（localtime（secs）），未給參數(shù)相當(dāng)于asctime()5time.gmtime([secs])接收時(shí)間輟（1970紀(jì)元后經(jīng)過的浮點(diǎn)秒數(shù)）并返回格林威治天文時(shí)間下的時(shí)間元組t。注：t.tm_isdst始終為06time.localtime([secs])接收時(shí)間輟（1970紀(jì)元后經(jīng)過的浮點(diǎn)秒數(shù)）并返回當(dāng)?shù)貢r(shí)間下的時(shí)間元組t（t.tm_isdst可取0或1，取決于當(dāng)?shù)禺?dāng)時(shí)是不是夏令時(shí)）7time.mktime(tupletime)接受時(shí)間元組并返回時(shí)間輟（1970紀(jì)元后經(jīng)過的浮點(diǎn)秒數(shù)）8time.sleep(secs)推遲調(diào)用線程的運(yùn)行，secs指秒數(shù)9time.strftime(fmt[，tupletime])接收時(shí)間元組，并返回以可讀字符串表示的當(dāng)?shù)貢r(shí)間，格式由fmt決定6.4.1時(shí)間與日期序號(hào)函數(shù)及描述3time.clock()6.4.1時(shí)間與日期time模塊包含了以下2個(gè)非常重要的屬性如表6-4-2所示。

表6-4-2time模塊屬性值一覽表序號(hào)函數(shù)及描述10time.strptime（str，fmt='%a%b%d%H：%M：%S%Y'）根據(jù)fmt的格式把一個(gè)時(shí)間字符串解析為時(shí)間元組11time.time()返回當(dāng)前時(shí)間的時(shí)間戳（1970紀(jì)元后經(jīng)過的浮點(diǎn)秒數(shù)12time.tzset()根據(jù)環(huán)境變量TZ重新初始化時(shí)間相關(guān)設(shè)置序號(hào)屬性及描述1time.timezone屬性time.timezone是當(dāng)?shù)貢r(shí)區(qū)（未啟動(dòng)夏令時(shí)）距離格林威治的偏移秒數(shù)（>0，美洲；<=0大部分的歐洲、亞洲、非洲）2time.tzname屬性time.tzname包含一對(duì)根據(jù)情況的不同而不同的字符串，分別是帶夏令時(shí)的本地時(shí)區(qū)名稱，和不帶夏令時(shí)的6.4.1時(shí)間與日期序號(hào)函數(shù)及描述10time.strpti6.4.1時(shí)間與日期2．ticks計(jì)時(shí)單位時(shí)間間隔是以秒為單位的浮點(diǎn)小數(shù)。每個(gè)時(shí)間戳都以自從1970年1月1日午夜（歷元）經(jīng)過了多長(zhǎng)時(shí)間來表示。Python附帶的受歡迎的time模塊下有很多函數(shù)可以轉(zhuǎn)換常見日期格式。如函數(shù)time.time()用ticks計(jì)時(shí)單位返回從12：00am，January1，1970（epoch）開始記錄的當(dāng)前操作系統(tǒng)時(shí)間，如例6-4-1所示。例6-4-1時(shí)間戳實(shí)例。

以上實(shí)例輸出結(jié)果如下 importtime; 當(dāng)前時(shí)間戳是： #引用time模塊 1556120860.6987607 ticks=time.time() print("當(dāng)前時(shí)間戳是:",ticks)ticks計(jì)時(shí)單位最適于日期運(yùn)算，但是1970年之前的日期就無法以此表示。目前，UNIX和Windows只支持到2038年。

6.4.1時(shí)間與日期2．ticks計(jì)時(shí)單位6.4.1時(shí)間與日期3．時(shí)間元組使用localtime可以獲取當(dāng)前時(shí)間，獲取的時(shí)間使用時(shí)間元組方式展示。從返回浮點(diǎn)數(shù)的時(shí)間戳方式向時(shí)間元組轉(zhuǎn)換，只要將浮點(diǎn)數(shù)傳遞給如localtime之類的函數(shù)。

例6-4-2獲取當(dāng)前時(shí)間實(shí)例

以上實(shí)例輸出結(jié)果如下

importtime；

當(dāng)前時(shí)間是:localtime=time.localtime(time.time()) time.struct_time(tm_year=2019,print("當(dāng)前時(shí)間是:",localtime) tm_mon=4,tm_mday=28, tm_hour=8,tm_min=39,tm_sec=42, tm_wday=6,tm_yday=118, tm_isdst=0)localtime將時(shí)間展示為元組方式，很多Python函數(shù)用一個(gè)元組裝起來的9組數(shù)字處理時(shí)間，如表6-4-3所示。6.4.1時(shí)間與日期3．時(shí)間元組6.4.1時(shí)間與日期

上述元組也就是struct_time元組序號(hào)字段屬性值04位數(shù)年tm_year如20191月tm_mon1到122日tm_may1到313小時(shí)tm_hour0到234分鐘tm_min0到595秒tm_sec0到61（60或61是閏秒）6一周的第幾日tm_wday0到6（0是周一）7一年的第幾日tm_yday1到3668夏令時(shí)tm_isdst-1，0，1，-1用于決定是否為夏令時(shí)6.4.1時(shí)間與日期序號(hào)字段屬性值04位數(shù)年tm_year如6.4.1時(shí)間與日期4．獲取格式化的時(shí)間用戶可以根據(jù)需求選取各種格式，但是最簡(jiǎn)單地獲取可讀的時(shí)間模式的函數(shù)是asctime()，如例6-4-3所示。例6-4-3獲取格式化時(shí)間實(shí)例。importtime;localtime=time.asctime(time.localtime(time.time()))print("當(dāng)前時(shí)間是:",localtime) 以上實(shí)例輸出結(jié)果如下：當(dāng)前時(shí)間是:SunApr2808:59:2920195．獲取某月日歷calendar模塊有很多的方法用來處理年歷和月歷數(shù)據(jù)，如例6-4-4所示。例6-4-4獲取日歷實(shí)例importcalendarcal=calendar.month(2019,9)print("選擇查看的日歷如下:")print(cal)6.4.1時(shí)間與日期4．獲取格式化的時(shí)間6.4.1時(shí)間與日期以上實(shí)例輸出結(jié)果如下:選擇查看的日歷如下:6.4.1時(shí)間與日期以上實(shí)例輸出結(jié)果如下:6.4.2math庫Python系統(tǒng)構(gòu)造了許多的函數(shù)庫，其中用戶用得最多的是數(shù)學(xué)類函數(shù)庫math。math庫中包含了數(shù)學(xué)公式，在使用數(shù)學(xué)公式前需要導(dǎo)入math庫。1．Python數(shù)學(xué)函數(shù)

Python數(shù)學(xué)函數(shù)如表6-4-4所示。

表6-4-4Python數(shù)學(xué)函數(shù)一覽表函數(shù)返回值（描述）abs(x)返回x數(shù)字的絕對(duì)值，如abs(-10)返回10ceil(x)返回x數(shù)字的上入整數(shù)，如math.ceil(4.1)返回5cmp(x,y)如果x<y返回-1，如果x==y返回0，如果x>y返回1exp(x)返回e的x次冪（ex），如math.exp(1)返回2.718281828459045fabs(x）返回x數(shù)字的絕對(duì)值，如math.fabs(-10)返回10.0floor(x)返回x數(shù)字的下舍整數(shù)，如math.floor(4.9)返回4log(x)如math.log(math.e)返回1.0，math.log(100，10)返回2.0log10(x)返回以10為基數(shù)的x的對(duì)數(shù)，如math.log10(100)返回2.06.4.2math庫Python系統(tǒng)構(gòu)造了許多的函數(shù)庫，其中6.4.2math庫函數(shù)返回值（描述）max(x1,x2,...)返回給定參數(shù)的最大值，參數(shù)可以為序列min(x1,x2,...)返回給定參數(shù)的最小值，參數(shù)可以為序列modf(x)返回x的整數(shù)部分與小數(shù)部分，兩部分的數(shù)值符號(hào)與x相同，整數(shù)部分以浮點(diǎn)型表示pow(x,y)x**y運(yùn)算后的值round(x[,n]）返回浮點(diǎn)數(shù)x的四舍五入值，如給出n值，則代表舍入到小數(shù)點(diǎn)后的位數(shù)sqrt(x)返回?cái)?shù)字x的平方根，數(shù)字可以為負(fù)數(shù)，返回類型為實(shí)數(shù)，如math.sqrt(4)返回2+0j6.4.2math庫函數(shù)返回值（描述）max(x1,x2,.6.4.2math庫2．Python三角函數(shù)Python包括的三角函數(shù)如表6-4-5所示。

表6-4-5Python三角函數(shù)一覽表函數(shù)描述acos(x)返回x的反余弦弧度值asin(x)返回x的反正弦弧度值atan(x)返回x的反正切弧度值atan2(y,x)返回給定的x及y坐標(biāo)值的反正切值cos(x)返回x的弧度的余弦hypot(x,y)返回歐幾里得范數(shù)sqrt(x*x+y*y)sin(x)返回的x弧度的正弦值tan(x)返回x弧度的正切值degrees(x)將弧度轉(zhuǎn)換為角度，如degrees(math.pi/2)，返回90.0radians(x)將x角度轉(zhuǎn)換為弧度6.4.2math庫2．Python三角函數(shù)函數(shù)描述acos6.4.2math庫3．Python數(shù)學(xué)常量Python數(shù)學(xué)常量如表6-4-6所示

表6-4-6Python數(shù)學(xué)常量一覽表4．常用數(shù)學(xué)函數(shù)(1）ceil(x)函數(shù)。返回大于x的最小整數(shù)，如例6-4-5所示。例6-4-5ceil()函數(shù)實(shí)例。

以上實(shí)例輸出結(jié)果如下： frommathimport* 2 print(ceil(1.7)) -1 print(ceil(?1.7))

常量描述pi數(shù)學(xué)常量pi（圓周率，一般以π來表示）e數(shù)學(xué)常量e，e即自然常數(shù)（自然常數(shù)）6.4.2math庫3．Python數(shù)學(xué)常量常量描述pi數(shù)學(xué)6.4.2math庫（2）factorial(x)函數(shù)。當(dāng)x是正整數(shù)時(shí)，返回x的階乘，否則提示錯(cuò)誤信息，如例6-4-6所示。

例6-4-6factorial()函數(shù)實(shí)例。

以上實(shí)例輸出結(jié)果如下：Frommathimport*

3628800print(factorial(10))

其他如sin(x)、cos(x)、exp(x)、sqrt(x)、log(x[,base])、log10(x)、log2(x)等數(shù)學(xué)函數(shù)，和數(shù)學(xué)中的函數(shù)含義相同，直接使用即可，也可通過查Python的幫助信息進(jìn)行操作(3）isinf()函數(shù)。inf、-inf函數(shù)表示正負(fù)無窮大的數(shù)。當(dāng)x為正負(fù)無窮大數(shù)時(shí)，返回True；否則返回False。當(dāng)x為整數(shù)時(shí)，返回False。而對(duì)浮點(diǎn)數(shù)來說，Python系統(tǒng)使用64位存儲(chǔ)，表示整數(shù)范圍為?1.7e308～1.7e308，當(dāng)測(cè)試數(shù)據(jù)在這個(gè)范圍之外，isinf()函數(shù)返回True，否則返回False，如例6-4-7所示。6.4.2math庫（2）factorial(x)函數(shù)。當(dāng)x6.4.2math庫例6-4-7isinf()函數(shù)實(shí)例frommathimport*print(("值為整數(shù)時(shí)，isinf函數(shù)結(jié)果是：",isinf(100))print(("值的范圍介于-1.7e308~1.7e308時(shí)，isinf函數(shù)結(jié)果是",isinf(1.7e308))print(("值大于1.7e308時(shí)，isinf函數(shù)結(jié)果是：",isinf(1.7e309))print(("值小于-1.7e308時(shí)，isinf函數(shù)結(jié)果是：",isinf(-1.7e309))以上實(shí)例輸出結(jié)果如下：值為整數(shù)時(shí)，isinf函數(shù)結(jié)果是：False值的范圍介于?1.7e308～1.7e308時(shí)，isinf函數(shù)結(jié)果是：False值大于1.7e308時(shí)，isinf函數(shù)結(jié)果是：True值小于?1.7e308時(shí)，isinf函數(shù)結(jié)果是：True(4）isnan()函數(shù)。當(dāng)x不是數(shù)字時(shí)，isnan(x)函數(shù)返回True；否則返回False。6.4.2math庫例6-4-7isinf()函數(shù)實(shí)例6.4.2math庫在Python系統(tǒng)中，“x不是數(shù)字”是指NaN（NotaNumber）。NaN是IEEE754標(biāo)準(zhǔn)中定義的某種運(yùn)算結(jié)果，如一個(gè)無窮大的數(shù)乘0，兩個(gè)無窮大的數(shù)及所有與NaN有關(guān)的操作結(jié)果。NaN實(shí)際上是浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算過程中產(chǎn)生的不確定數(shù)，兩個(gè)NaN是無法比較的，如例6-4-8所示。例6-4-8isnan()函數(shù)實(shí)例。frommathimport*x=1.7e309y=1.2e309print("x=",x)print("isnan(x)值是=",isnan(x))print("y=",y)print("isnan(y)值是=",isnan(y))z1=x/y#只有運(yùn)算才會(huì)產(chǎn)生isnan()為True的結(jié)果print("z1值是=",z1)z2=float('nan')print("z1,z2比較結(jié)果：",z1==z2)#兩個(gè)NaN是無法比較的6.4.2math庫在Python系統(tǒng)中，“x不是數(shù)字”是指6.4.2math庫以上實(shí)例輸出結(jié)果如下：x=infisnan(x)值是=Falsey=infisnan(y)值是=Falsez1值是=nanz1,z2比較結(jié)果：False(5）trunc(x)函數(shù)。返回與x最近的、靠近數(shù)字0一方的整數(shù)，如例6-4-9所示。例6-4-9trunc(x)函數(shù)實(shí)例。

以上實(shí)例輸出結(jié)果如下：frommathimport* print(trunc(1.7)) 1print(trunc(?1.7)) -16.4.2math庫以上實(shí)例輸出結(jié)果如下：6.4.3json模塊json（JavaScriptObjectNotation，JS對(duì)象標(biāo)記）是一種輕量級(jí)的數(shù)據(jù)交換格式。它使得人們很容易地進(jìn)行閱讀和編寫，同時(shí)也方便了機(jī)器進(jìn)行解析和生成，適用于進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的場(chǎng)景，比如網(wǎng)站前臺(tái)與后臺(tái)之間的數(shù)據(jù)交互。json格式的字符串，一種用來進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的格式，看起來像Python類型的字符串就是json字符串。在Python中json里面可以包含用方括號(hào)括起來的數(shù)組，也就是Python中的列表json類型轉(zhuǎn)換到Python的類型對(duì)照表如表6-4-7所示

表6-4-7json類型轉(zhuǎn)換到Python的類型對(duì)照表json類型Python類型ObjectdictArraylistStringunicodenumber(int)int，long6.4.3json模塊json（JavaScriptO6.4.3json模塊json模塊的方法： json.loads()#把json字符串轉(zhuǎn)化為Python類型 json.dumps（python類型，ensure_ascii=False，indent=2）#把Python類型轉(zhuǎn)化為json字符串，ensure_ascii=False能夠保證寫入文件的時(shí)候?yàn)橹形?，indent控制寫入的換行和空格 json字符串的注意點(diǎn)：json字符串中的鍵值對(duì)需要使用雙引號(hào)。json類型Python類型number(real)floatTrueTrueFalseFalseNullNone6.4.3json模塊json類型Python類型numbe6.4.3json模塊通過json我們能夠?qū)崿F(xiàn)json字符串和Python數(shù)據(jù)類型的相互轉(zhuǎn)化，如圖6-4-1所示。

圖6-4-1json字符串與Python類型轉(zhuǎn)換1．字典轉(zhuǎn)化為json字符串json.dump/json.dumps方法：dump的第一個(gè)參數(shù)是對(duì)象字典，第二個(gè)參數(shù)是文件對(duì)象，可以直接將轉(zhuǎn)換后的json數(shù)據(jù)寫入文件，dumps的第一個(gè)參數(shù)是對(duì)象字典，其余都是可選參數(shù)。dump和dumps的可選參數(shù)相同，這些參數(shù)都相當(dāng)實(shí)用，現(xiàn)將用到的參數(shù)記錄如下。ensure_ascii默認(rèn)為True，保證轉(zhuǎn)換后的json字符串中全部是ASCII字符，非ASCII字符都會(huì)被轉(zhuǎn)義。如果數(shù)據(jù)中存在中文或其他非ASCII字符，最好將ensure_ascii設(shè)置為False，保證輸出結(jié)果正常。6.4.3json模塊通過json我們能夠?qū)崿F(xiàn)json字符串6.4.3json模塊

indent縮進(jìn)，默認(rèn)為None，沒有縮進(jìn)，設(shè)置為正整數(shù)時(shí)，輸出的格式將按照indent指定的半角空格數(shù)縮進(jìn)，相當(dāng)實(shí)用。 separators設(shè)置分隔符，默認(rèn)的分隔符是（'，'，'：'），如果需要自定義json中的分隔符，例如調(diào)整冒號(hào)前后的空格數(shù)，可以按照（item_separator，key_separator）的形式設(shè)置。 sort_keys默認(rèn)為False，設(shè)為True時(shí)，輸出結(jié)果將按照字典中的key排序，如例6-4-10所示。

例6-4-10Python類型轉(zhuǎn)化為json字符串操作實(shí)例。以上實(shí)例輸出結(jié)果如下:注意：在Python類型中，是區(qū)分大小寫的，True中的T需要大寫。json類型中，true為小寫6.4.3json模塊 indent縮進(jìn)，默認(rèn)為None，沒6.4.3json模塊2．json字符串轉(zhuǎn)為字典使用json.load/json.loads方法來轉(zhuǎn)換。兩個(gè)方法功能類似，可選參數(shù)也相同，最大的區(qū)別在于，json.load方法接受的輸入，即第一個(gè)參數(shù)，是包含json數(shù)據(jù)的文件對(duì)象，如open方法的返回對(duì)象，json.loads接受的輸入是json字符串，而非文件對(duì)象。從輸入類型的區(qū)別也可以看出兩者的使用場(chǎng)合?？蛇x參數(shù)包括是否需要轉(zhuǎn)換整型、浮點(diǎn)型等數(shù)值的參數(shù)。json字符串轉(zhuǎn)化為Python類型操作示例如例6-4-11所示。

例6-4-11json字符串轉(zhuǎn)化為Python類型操作實(shí)例。

以上實(shí)例輸出結(jié)果如下：6.4.3json模塊2．json字符實(shí)訓(xùn)6：使用模塊編寫學(xué)生信息管理系統(tǒng)面向?qū)ο缶幊倘筇匦允欠庋b、繼承和多態(tài)。實(shí)現(xiàn)多態(tài)的技術(shù)基礎(chǔ)除了繼承，還有方法重寫。本節(jié)的目標(biāo)是了解并掌握方法重寫與運(yùn)算符重載?！救蝿?wù)描述】

在教材第5章的實(shí)訓(xùn)5中，建立了一個(gè)學(xué)生信息管理系統(tǒng)，使用列表中嵌套字典保存學(xué)生數(shù)據(jù)，初始數(shù)據(jù)如下： stu_list=[{"stu_name"："張三"，"stu_id"：1，"stu_age"：18}]實(shí)訓(xùn)6：使用模塊編寫學(xué)生信息管理系統(tǒng)面向?qū)ο缶幊倘筇匦詫?shí)訓(xùn)6：使用模塊編寫學(xué)生信息管理系統(tǒng)

使用函數(shù)實(shí)現(xiàn)操作信息提示，提示內(nèi)容為如下所示：歡迎訪問學(xué)生信息管理系統(tǒng)，請(qǐng)按提示輸入操作！ 1．添加學(xué)生信息 2．刪除學(xué)生信息 3．修改學(xué)生信息 4．查詢學(xué)生信息 5．瀏覽學(xué)生信息 6．退出系統(tǒng)

請(qǐng)輸入要操作的序號(hào)：實(shí)訓(xùn)6：使用模塊編寫學(xué)生信息管理系統(tǒng)使用函數(shù)實(shí)訓(xùn)6：使用模塊編寫學(xué)生信息管理系統(tǒng)

用戶輸入相關(guān)的操作序號(hào)后，能調(diào)用相應(yīng)的方法函數(shù)，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的操作?，F(xiàn)將其代碼進(jìn)行修改，改為模塊的方式進(jìn)行操作。

使用模塊裝項(xiàng)目進(jìn)行封裝，要求：

（1）創(chuàng)建包：stu_system_manage。

（2）按功能封裝兩個(gè)模塊：stu_info_manage.py和stu_edit_manage.py，均保存到stu_system_manage中。

（3）創(chuàng)建模塊：system_untils.py，模塊中封裝系統(tǒng)功能顯示函數(shù)。實(shí)訓(xùn)6：使用模塊編寫學(xué)生信息管理系統(tǒng)用戶輸實(shí)訓(xùn)6：使用模塊編寫學(xué)生信息管理系統(tǒng)【操作提示】

使用包來管理模塊，就是創(chuàng)建名為stu_system_manage的文件夾來保存Python文件。使用包時(shí)，為了讓其他使用者能正確調(diào)用，需要在文件夾下添加“__init__.py”文件。

注意：在其他文件中調(diào)用包中的內(nèi)容，需要帶包名導(dǎo)入模塊。實(shí)訓(xùn)6：使用模塊編寫學(xué)生信息管理系統(tǒng)快樂學(xué)習(xí)、高效學(xué)習(xí)快樂學(xué)習(xí)、高效學(xué)習(xí)學(xué)院系部名稱主講：授課教師姓名Python基礎(chǔ)教程第6章代碼復(fù)用—模塊學(xué)院系部名稱主講：授課教師姓名Python基礎(chǔ)教程第Python中，庫Library、包Package、模塊Module，統(tǒng)稱為模塊。Python自帶了功能豐富的標(biāo)準(zhǔn)庫，另外還有數(shù)量龐大的各種第三方庫。使用這些功能的基本方法就是使用模塊。通過函數(shù)，可以在程序中重用自己的代碼；通過模塊，則可以重用別的程序中的代碼。本章的目標(biāo)是掌握模塊的使用。第6章代碼復(fù)用—模塊Python中，庫Library、包Package、模【教學(xué)導(dǎo)航】學(xué)習(xí)目標(biāo)1．了解模塊的的概念2．掌握模塊的使用3．了解包的概念4．掌握常用模塊的操作教學(xué)重點(diǎn)模塊的使用、常用模塊的操作教學(xué)方式案例教學(xué)法、分組討論法、自主學(xué)習(xí)法、探究式訓(xùn)練法課時(shí)建議6課時(shí)【教學(xué)導(dǎo)航】學(xué)習(xí)目標(biāo)1．了解模塊的的概念教學(xué)重點(diǎn)模塊的使用、本章主要內(nèi)容Python中的包模塊概述模塊的使用123常用模塊介紹4實(shí)訓(xùn)65本章主要內(nèi)容Python中的包模塊概述模塊的使用123常用第6章代碼復(fù)用—模塊模塊是一個(gè)保存了Python代碼的文件。模塊能定義函數(shù)、類和變量。模塊中也能包含可執(zhí)行的代碼。模塊分為三種：自定義模塊、內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)模塊、開源模塊（第三方）。

[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1．了解模塊的定義2．了解命名空間與模塊的關(guān)系第6章代碼復(fù)用—模塊模塊是一個(gè)保存了Python代6.1.1模塊定義模塊（Module）是用來組織Python程序代碼的一種方法。當(dāng)程序的代碼量比較大時(shí)，可以將代碼分成多個(gè)彼此聯(lián)系又相互獨(dú)立的代碼段，而每個(gè)代碼段可能包含數(shù)據(jù)成員和方法的類（“數(shù)據(jù)成員和方法的類”是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的說法，在沒有面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基礎(chǔ)時(shí)，可以理解為數(shù)據(jù)和程序代碼的總和）。這樣的代碼段是共享的，所以可將代碼段通過導(dǎo)入（Import）的手段加入到正在編寫的程序中，讓程序使用模塊中這些可共享的代碼段。這樣看來，模塊是一個(gè)包含諸多可共享的代碼段的組織單位。還有一個(gè)更大的單位，稱為包，它是用來組織模塊的。6.1.1模塊定義模塊（Module）是用來組織6.1.1模塊定義模塊的概念是站在邏輯結(jié)構(gòu)層面建立的概念，它在磁盤中的存在形式仍然是文件。模塊的文件名就是模塊名加上擴(kuò)展名.py。模塊文件名應(yīng)盡量使用小寫命名，首字母保持小寫，盡量不要用下畫線（除非多個(gè)單詞，且數(shù)量不多的情況）模塊可以理解為是一個(gè)包含了函數(shù)和變量的py文件。在你的程序中引入了某個(gè)模塊，就可以使用其中的函數(shù)和變量。

模塊也是Python對(duì)象，具有隨機(jī)的名字屬性用來綁定或引用。簡(jiǎn)單地說，模塊就是一個(gè)保存了Python代碼的文件。模塊中能定義函數(shù)、類和變量。模塊也能包含可執(zhí)行的代碼。6.1.1模塊定義模塊的概念是站在邏輯結(jié)構(gòu)層面建6.1.1模塊定義庫：具有相關(guān)功能模塊的集合。這也是Python的一大特色，即具有強(qiáng)大的標(biāo)準(zhǔn)庫、第三方庫及自定義模塊。標(biāo)準(zhǔn)庫：就是下載安裝的Python中那些自帶的模塊，要注意的是，里面有一些模塊是看不到的，比如像sys模塊，這與Linux下看不到cd命令是一樣的。

第三方庫：就是由其他的第三方機(jī)構(gòu)發(fā)布的具有特定功能的模塊。

自定義模塊：用戶可以自行編寫模塊，然后使用。6.1.1模塊定義庫：具有相關(guān)功能模塊的集合。這6.1.2命名空間

命名空間是名稱（標(biāo)識(shí)符）到對(duì)象的映射。模塊有自己唯一的命名空間。變量作用域就是變量的使用范圍。確定一個(gè)變量的作用域，首先要確定變量是否在其局部命名空間，不在其局部命名空間時(shí)，再查找是否在全局命名空間，最后在內(nèi)置命名空間中查找。因此，變量作用域與命名空間是有關(guān)聯(lián)的。如果用戶自己創(chuàng)建了一個(gè)模塊mymodule，并且用戶要在程序中使用模塊mymodule中的函數(shù)（方法）fun()，則需要使用mymodule.fun()形式，這實(shí)際上是指定了模塊的命名空間。即使在不同的模塊中有相同的函數(shù)（方法），因?yàn)槭褂昧嗣臻g，也不至于產(chǎn)生使用上的沖突。Python系統(tǒng)提供了幾個(gè)內(nèi)置函數(shù)用于支持模塊。它們是：__import__()函數(shù)，它能實(shí)現(xiàn)與import語句相同的功能；globals()和locals()函數(shù)，分別返回調(diào)用者的全局命名空間或局部命名空間。6.1.2命名空間命名空間是名稱（標(biāo)識(shí)符）到對(duì)象的映

6.2模塊的使用在Python解釋器上不能直接使用函數(shù)庫中的函數(shù)，因?yàn)檫@些函數(shù)都封裝在某一函數(shù)庫中，要使用庫中的某一函數(shù)，先要導(dǎo)入相應(yīng)的函數(shù)庫，或者稱導(dǎo)入模塊。[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1．了解模塊的導(dǎo)入2．掌握模塊多種導(dǎo)入方式3．了解模塊的定位4．掌握模塊的查找5．了解自定義模塊時(shí)外層代碼的處理6.2模塊的使用在Python解釋器上不能直接使用函數(shù)6.2.1模塊導(dǎo)入模塊使用前需要導(dǎo)入，導(dǎo)入后才能執(zhí)行。所謂執(zhí)行，就是被導(dǎo)入的模塊中定義的全局變量被賦值、類及函數(shù)的聲明將被執(zhí)行。導(dǎo)入模塊使用import語句和from…import語句。導(dǎo)入方法有以下三種。方法1：import<庫名>方法2：import<庫名>as<新名字>方法3：from<庫名>import<函數(shù)名>|*6.2.1模塊導(dǎo)入模塊使用前需要導(dǎo)入，導(dǎo)入后才能6.2.1模塊導(dǎo)入對(duì)于第（1）種方法，使用函數(shù)時(shí)要寫成：<庫名>.<函數(shù)名>；對(duì)于第（2）種方法，使用函數(shù)時(shí)要寫成：<新名字>.<函數(shù)名>；對(duì)于第（3）種方法，直接寫函數(shù)名就行。1．import語句想使用Python源文件，只需在另一個(gè)源文件中執(zhí)行import語句，語法如下： import<庫名>使用import語句可以導(dǎo)入整個(gè)模塊。例如： importsys這是導(dǎo)入Python標(biāo)準(zhǔn)庫的sys模塊。sys模塊提供了許多函數(shù)和變量來處理Python運(yùn)行時(shí)環(huán)境的不同部分。6.2.1模塊導(dǎo)入對(duì)于第（1）種方法，使用函數(shù)時(shí)要寫成：6.2.1模塊導(dǎo)入import語句執(zhí)行的過程是：在搜索路徑中找到指定的模塊，然后加載該模塊。如果在一個(gè)程序的頂層導(dǎo)入指定模塊，則所指定模塊的作用域是全局的；如果在函數(shù)中導(dǎo)入，那么它的作用域是局部的。搜索路徑是一個(gè)解釋器會(huì)先進(jìn)行搜索的所有目錄的列表。如想要導(dǎo)入模塊hello.py，需要把命令放在腳本的頂端。當(dāng)解釋器遇到import語句，如果模塊在當(dāng)前的搜索路徑中就會(huì)被導(dǎo)入，如例6-2-1所示。6.2.1模塊導(dǎo)入import語句執(zhí)行的過程是：6.2.1模塊導(dǎo)入以上實(shí)例輸出結(jié)果如下： 1.4142135623730951導(dǎo)入模塊后，必須要通過“模塊名.函數(shù)名”調(diào)用模塊中的函數(shù)，不能直接使用模塊中的函數(shù)名，否則會(huì)報(bào)錯(cuò)，如上例中，直接使用“print(sqrt(2))”語句，將報(bào)“name'sqrt'isnotdefined”錯(cuò)誤。因?yàn)樵诋?dāng)前命名空間下，不包括sqrt()函數(shù)的定義。不管執(zhí)行了多少次import。一個(gè)模塊只會(huì)被導(dǎo)入一次，這樣可以防止導(dǎo)入模塊被一遍又一遍地執(zhí)行。6.2.1模塊導(dǎo)入以上實(shí)例輸出結(jié)果如下：6.2.1模塊導(dǎo)入2．import…as…語句在例6-2-1中，使用importmath導(dǎo)入數(shù)學(xué)模塊，此時(shí)調(diào)用函數(shù)時(shí)，函數(shù)前面需要添加模塊名，如math.sqrt()。如果模塊名字比較長(zhǎng)或名稱可能重復(fù)，或不想直接使用模塊名進(jìn)行調(diào)用，這時(shí)可以使用import…as…語句，語法如下：import<庫名>as<新名字>使用as創(chuàng)建別名，然后再通過別名進(jìn)行模塊內(nèi)函數(shù)調(diào)用，調(diào)用格式為“別名.函數(shù)名”。操作如例6-2-2所示。例6-2-2導(dǎo)入數(shù)學(xué)模塊。6.2.1模塊導(dǎo)入2．import…as…語句6.2.1模塊導(dǎo)入以上實(shí)例輸出結(jié)果如下：3．from…import語句有時(shí)候，需要在默認(rèn)空間下直接使用某模塊的相關(guān)函數(shù)，此時(shí)可以使用from…import語句。Python的from語句從模塊中導(dǎo)入一個(gè)指定的部分到當(dāng)前命名空間中。語法如下： from<庫名>import<函數(shù)名>例如，要導(dǎo)入數(shù)學(xué)模塊math的sqrt函數(shù)，使用如下語句： frommathimportsqrt

6.2.1模塊導(dǎo)入以上實(shí)例輸出結(jié)果如下：6.2.1模塊導(dǎo)入這個(gè)聲明不會(huì)把整個(gè)math模塊導(dǎo)入到當(dāng)前的命名空間中，它會(huì)將math中的sqrt單個(gè)引入到執(zhí)行這個(gè)聲明的模塊的全局符號(hào)表，此時(shí)，不可使用“模塊名.函數(shù)名”進(jìn)行調(diào)用，需直接使用從模塊中導(dǎo)入的函數(shù)名。實(shí)例如例6-2-3所示例6-2-3導(dǎo)入數(shù)學(xué)模塊中的單個(gè)函數(shù)到當(dāng)前命名空間。以上實(shí)例輸出結(jié)果如下：4．from…import*語句from…import*語句的語法格式如下： from模塊名import*from…import*語句可以導(dǎo)入模塊的某些屬性，也可以使用“frommoduleimport*”導(dǎo)入所有屬性。6.2.1模塊導(dǎo)入這個(gè)聲明不會(huì)把整個(gè)math6.2.1模塊導(dǎo)入

把一個(gè)模塊的所有內(nèi)容全都導(dǎo)入到當(dāng)前的命名空間也是可行的，如導(dǎo)入math模塊的全部?jī)?nèi)容，只需使用如下聲明： frommathimport*這提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的方法來導(dǎo)入一個(gè)模塊中的所有項(xiàng)目。使用這種導(dǎo)入方法和第三種方式相似，也不可使用“模塊名.函數(shù)名”進(jìn)行調(diào)用，需直接使用模塊中的函數(shù)名。然而這種聲明不該被過多地使用，否則內(nèi)存消耗比較大。6.2.1模塊導(dǎo)入6.2.2模塊定位查找1．定位模塊當(dāng)導(dǎo)入一個(gè)模塊，Python解釋器對(duì)模塊位置的搜索順序是：●當(dāng)前目錄?！袢绻辉诋?dāng)前目錄，Python則搜索在shell變量PYTHONPATH下的每個(gè)目錄?！袢绻€找不到，Python會(huì)查看默認(rèn)路徑。Windows下，默認(rèn)路徑一般是Python安裝路徑。UNIX下，默認(rèn)路徑一般為/usr/local/lib/python/。模塊搜索路徑存儲(chǔ)在system模塊的sys.path變量中。變量中包含當(dāng)前目錄、PYTHONPATH和由安裝過程決定的默認(rèn)目錄。6.2.2模塊定位查找1．定位模塊6.2.2模塊定位查找2．模塊的查找當(dāng)用戶需要導(dǎo)入一個(gè)模塊時(shí)，用戶會(huì)使用import命令在搜索路徑中查找指定模塊的文件名。搜索路徑是一個(gè)特定目錄的集合，Python系統(tǒng)只在這些特定的搜索路徑中查找模塊文件名。這個(gè)特定的目錄是Python系統(tǒng)安裝時(shí)確定的默認(rèn)搜索路徑。默認(rèn)搜索路徑被保存在sys模塊的sys.path變量中，用戶可以使用命令查看。實(shí)例如例6-2-4所示。例6-2-4查看Python默認(rèn)搜索路徑。6.2.2模塊定位查找2．模塊的查找6.2.2模塊定位查找以上實(shí)例輸出結(jié)果如下：這是前面頁命令產(chǎn)生的結(jié)果，是一個(gè)列表?？梢酝ㄟ^append()方法向sys.path變量中增加一個(gè)目錄： sys.path.append（'要增加的目錄路徑’）如果是用戶自己建立的模塊，應(yīng)該將模塊的文件（例如前面說的mymodule.py）存放在指定的目錄中。6.2.2模塊定位查找以上實(shí)例輸出結(jié)果如下：6.2.2模塊定位查找當(dāng)Python系統(tǒng)解釋器在標(biāo)準(zhǔn)模式下啟動(dòng)時(shí)，一些模塊會(huì)被解釋器自動(dòng)導(dǎo)入，它們是與系統(tǒng)操作相關(guān)聯(lián)的模塊，如：builtins模塊。Python中有些內(nèi)置函數(shù)，不需要導(dǎo)入模塊，就可以直接使用，例如abs()。6.2.2模塊定位查找當(dāng)Python系統(tǒng)解釋6.2.3自定義模塊調(diào)用在規(guī)范的代碼中，通常都會(huì)有一句“if__name__=="__main__"：”作為程序的入口，但到目前為止，發(fā)現(xiàn)沒有這么一句代碼，程序也能正常運(yùn)行。Python文件有兩種使用的方法，第一是直接作為腳本執(zhí)行，第二是import到其他的Python腳本中被調(diào)用（模塊重用）執(zhí)行。之前，所有的任務(wù)練習(xí)都采用第一種方法，直接作為腳本執(zhí)行。但實(shí)際上，模塊就是一個(gè)普通的Python程序文件，任何一個(gè)普通的Python文件都可以作為模塊導(dǎo)入。在Python文件作為模塊導(dǎo)入的時(shí)候，有些代碼不能被執(zhí)行，否則會(huì)出問題。

采用“if__name__="__main__"：”寫法，表示如果是外部文件調(diào)用，不執(zhí)行此處代碼。__name__是指示當(dāng)前py文件調(diào)用方式的方法。如果它等于“__main__”就表示直接執(zhí)行，如果不是，則用來被別的文件調(diào)用，這個(gè)時(shí)候if判斷結(jié)果就為False，那么就不執(zhí)行外層的代碼。6.2.3自定義模塊調(diào)用在規(guī)范的代碼中，通常都6.2.3自定義模塊調(diào)用“if__name__=='main'：”的作用就是控制這兩種情況執(zhí)行代碼的過程，在“if__name__=='main'：”下的代碼只有在第一種情況下（即文件作為腳本直接執(zhí)行）才會(huì)被執(zhí)行，而import到其他腳本中是不會(huì)被執(zhí)行的。操作實(shí)例如例6-2-5所示。

例6-2-5創(chuàng)建stu.py文件，代碼如下：以上實(shí)例輸出結(jié)果如下：6.2.3自定義模塊調(diào)用“if__name__=6.2.3自定義模塊調(diào)用

直接執(zhí)行stu.py，結(jié)果如上，輸出列表原始數(shù)據(jù)和學(xué)生信息兩行字符串。即，“if__name__=="__main__"：”語句之前和之后的代碼都被執(zhí)行。

然后在同一文件夾新建名稱為import_stu.py的腳本中，輸入如下代碼：

importstu執(zhí)行import_stu.py腳本，輸出結(jié)果如下：[{'stu_age':18,'stu_id':1,'stu_name':'張三’}]結(jié)果中只輸出了列表數(shù)據(jù)。即，“if__name__=="__main__"：”之前的語句被執(zhí)行，之后的沒有被執(zhí)行。6.2.3自定義模塊調(diào)用 直接執(zhí)行stu.py，結(jié)果如6.2.3自定義模塊調(diào)用每個(gè)Python模塊（Python文件，也就是此處的stu.py和import_stu.py）都包含內(nèi)置的變量__name__。當(dāng)運(yùn)行模塊被執(zhí)行時(shí)，__name__等于文件名（包含了后綴.py）；如果import到其他模塊中，則__name__等于模塊名稱（不包含后綴.py）。而“__main__”等于當(dāng)前執(zhí)行文件的名稱（包含了后綴.py），進(jìn)而當(dāng)模塊被直接執(zhí)行時(shí)，“__name__=='main'”的結(jié)果為真。示例如下。復(fù)制stu.py代碼，保存為stu1.py，在stu1.py程序的“if__name__=="__main__"：”之前加入“print（__name__）”，即將__name__打印出來。文件內(nèi)容和結(jié)果如下：可以看出，此時(shí)變量__name__的值為“__main__”，然后在同一文件夾中新建名稱為import_stu1.py的腳本，輸入如下代碼：6.2.3自定義模塊調(diào)用每個(gè)Python模塊（Pyt6.2.3自定義模塊調(diào)用importstu1執(zhí)行import_stu1.py腳本，輸出結(jié)果如下：[{'stu_name':'張三','stu_id':1,'stu_age':18}]stu1然后在同一文件夾中新建名稱為import_stu.py的腳本，只輸入如下代碼：importstu執(zhí)行import_stu.py腳本，輸出結(jié)果如下：[{'stu_age':18,'stu_name':'張三','stu_id':1}]此時(shí)，test.py中的__name__變量值為stu1，不滿足__name__=="__main__"的條件，因此，無法執(zhí)行其后的代碼，不能輸出“stul”6.2.3自定義模塊調(diào)用importstu16.3 Python中的包變量的作用域是Python學(xué)習(xí)中一個(gè)必須理解和掌握的知識(shí)。本節(jié)從局部變量和全局變量開始全面解析Python中的變量作用域。[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1．了解包的概念2．掌握包的使用6.3 Python中的包變量的作用域是Python6.3.1包的概念包是在模塊之