模块的导入

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介绍— “不要因为没有掌声而丢掉梦想，未来日子还长，请保持好心情”

模块是在 Python 中用于组织、重用和封装代码的文件。在 Python 中，模块也可以简单地理解为一段 “Python 程序” ，我们在前面的教程中学到的各种结构、函数、类等等都可以作为模块或者模块的一部分。

想象一下，我们正在整理家里的衣柜，衣柜里有很多可以抽拉移动的收纳柜，收纳柜里面放着很多衣服、裤子或者配件的组合，我们可以通过收纳柜一次性取出一系列想要的物品。

在上面的这个例子中，衣柜是一个很大的容器，相当于我们的整个 Python 代码，收纳柜里存放的各种物品相当于类、函数、变量等元素或者数据结构，而收纳柜就相当于模块，它在柜子中起到了归类、整理、收纳的功能，在想用的时候直接取出收纳柜可以了，在程序中模块也是扮演这样的功能。

另外，在上面的例子中，我们可以根据自己的喜好将不同类型的物品放在不同的收纳柜里，比如一个收纳柜是专门用来放袜子的，另一个收纳柜是专门用来放鞋子的，这样衣柜就会整齐有序，方便查找和管理。

在 Python 中，使用模块有非常多的好处，比如在编程时有一些功能没必要自己费劲去编写，可以借助 Python 内置的标准模块或者其他人编写的第三方模块直接来完成想要的功能，比如我们之前在教程中接触到的 random 库，用来生成随机数。里面的算法已经由其他开发者设计好了，我们只需在自己的程序中调用就可以。

总之，模块提供了一种机制使我们可以在不同的程序中重用代码。可以将常用的功能封装在模块中，然后在需要的地方导入和使用它们，避免了重复编写相同的代码，提高了开发效率。

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模块的引用

模块是一个独立的 Python 文件，文件的后缀是 .py 。在我们下载 Python 后，系统会默认自带很多标准模块的文件，并部署在环境变量中，我们可以在程序中直接引用。

调取模块需要使用 import 关键词来完成，写法主要有下面两种方式：

两种写法后面接的 as 新名称 都可以省略，让我们直接来看一个案例：

【示例】引用 math 数学模块计算平方根

在引用模块后，可以根据自己的喜好，使用 as 关键词赋予模块新的名字，上面的例子中我将引入的 math 模块赋予了 mt 的名字，在后面可以直接使用 mt 来调用内部函数。当然，如果模块名称不长的话可以选择不修改，as 关键词和后面的名称可以省略。

让我们再来学习一下使用 from import 来引用模块中的函数或者类或者变量：

【示例】引用 math 数学模块中的 sqrt 函数来计算平方根

在 Python 中使用 from import 关键字会直接从模块中选择特定的函数或者类或者变量，并可以直接进行引用，不需要再加上模块的名称，和直接 import 相同，在后面可以对函数、类或者变量进行命名，在后面可以用相应的名称直接引用。

下面是一些常见的内置标准库，可以做粗略了解，在后面的教程中部分模块会做深入学习：

模块名称	描述
os	提供与操作系统交互的功能，包括文件和目录操作、进程管理等。
sys	提供对Python解释器的访问和控制，包括命令行参数、标准输入输出等。
math	提供数学运算的函数和常量，如三角函数、对数函数、常用数学常量等。
random	用于生成伪随机数，包括随机数生成器和随机选择功能。
datetime	用于处理日期和时间，包括日期时间的创建、格式化、计算等操作。
json	提供 JSON 格式文件的编码和解码功能，用于处理JSON格式的数据。
re	提供正则表达式的支持，用于字符串的模式匹配和替换，是非常强大的文本处理工具。
time	提供与时间相关的功能，如睡眠、时间戳等。
logging	提供灵活的日志记录功能，用于应用程序的日志记录和调试。

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模块的创建

在上面教程中我们调用的模块都是系统标准模块，也就是下载 Python 的时候自带的模块，当然我们也可以创建属于自己的专属模块，供项目后续随时使用。

在 Python 中，模块的创建都是在一个独立的 Python 文件中，文件的后缀是 .py ，将写好的文件放在我们运行的脚本同级目录下就可以完成调用。

【示例】首先，我们创建一个新的 Python 脚本，命名为 my_model.py 在里面写上如下代码：

接下来，我们在 my_model.py 的同级目录下创建一个 test.py 文件，在 test.py 文件中分别调用变量、函数、类来进行测试，代码如下：

运行 test.py 文件，输出结果如下：

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我们在 test.py 的文件中使用 import 关键字依次调用了 my_model.py 文件中的变量、函数和类，可以看出，虽然是在两个文件中，但是通过 import 可以将文件中的内容引用到另一个文件中。

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__name__ 属性和应用

__name__ 是一个内置属性，在 Python 的每个模块文件中都可以使用代码进行调用，其含义是代表当前模块的名称。

要注意的是，当模块在其他文件中调用时，__name__ 的值为模块的实际名称，而当模块被直接运行时，__name__ 的输出值为 __main__ 。

在介绍 __name__ 的应用之前，让我们先了解一个模块的知识，那就是当我们在引用一个模块时，该模块内的所有程序都会被执行，包括我们的测试代码，来看一个例子：

【示例】 首先我来创建一个 my_model.py 文件，作为模块文件，在该文件里写下如下代码：

在上面的模块中，我新增了一些测试代码用于测试功能，如果此时执行 my_model.py 会输出对应的结果，那么接下来我创建引用程序文件为 test.py ，在这个文件中引入该模块：

接下来，我运行 test.py 文件，可以看到输出了以下的结果：

下面是测试代码
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可以看出，我在 test.py 中调用了 my_model 模块，只进行了 import 操作，没有调用里面的任何变量、函数或者类，但是由于模块文件本身存在测试代码，所以 test.py 文件中也会运行模块中的代码输出结果，这显然不是我们想要的效果。

所以为了避免这种情况出现， __name__ 属性就显得尤为重要，因为当模块直接运行时，__name__ 的输出值为 __main__，当模块在其他文件中被调用时，__name__ 的值为模块的实际名称。

因此，在模块中使用 __name__ == '__main__' 这段代码可以保证指定代码只在模块本身运行时才会启动，在被其他文件调用时不会运行，来看一下案例帮助理解：

这次我修改 my_model.py 里面的文件，将测试代码放在 if __name__ == '__main__' 下面。

接下来我再次在 test.py 这个文件中引入该模块：

同样，我们运行 test.py 这个文件，这次会发现结果中并没有输出任何测试代码结果，因为我们在 my_model.py 中将测试代码放在 if 语句下面，此时 __name__ 的值是 'my_model' 也就是模块的文件名，由于 __name__ 和 '__main__' 不相等，所以下面的测试代码不会在 test.py 文件中运行。

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