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:

import module_1[, module_2[,... module_N]

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:

import math
# Используем функцию sqrt из модуля math
print (math.sqrt(9))
# Печатаем значение переменной pi, определенной в math
print (math.pi)

Важно знать, что модуль загружается лишь однажды, независимо от того, сколько раз он был импортирован. Это препятствует цикличному выполнению содержимого модуля.

Команда from ... import в Python

Команда from ... import позволяет вам импортировать не весь модуль целиком, а только определенное его содержимое. Например:

# Импортируем из модуля math функцию sqrt
from math import sqrt
# Выводим результат выполнения функции sqrt.
# Обратите внимание, что нам больше незачем указывать имя модуля
print (sqrt(144))

# Но мы уже не можем получить из модуля то, что не импортировали
print (pi) # Выдаст ошибку

Выражение from ... import не импортирует весь модуль, а только предоставляет доступ к конкретным объектам, которые мы указали.

Команда from ... import * в Python:

В Python так же возможно импортировать всё (переменные, функции, классы) за раз из модуля, для этого используется конструкция from ... import *. Например:

from math import *

# Теперь у нас есть доступ ко всем функция и переменным, определенным в модуле math

print (sqrt(121))
print (pi)
print (e)

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:

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:

help("modules")

Через несколько секунд вы получите список всех доступных модулей.

Создание своего модуля в Python:

Чтобы создать свой модуль в Python достаточно сохранить ваш скрипт с расширением .py Теперь он доступен в любом другом файле. Например, создадим два файла: module_1.py и module_2.py и сохраним их в одной директории. В первом запишем:

def hello():
    print ("Hello from module_1")

А во втором вызовем эту функцию:

from module_1 import hello

hello()

Выполнив код второго файла получим:

Hello from module_1

Функция dir():

Встроенная функция dir() возвращает отсортированный список строк, содержащих все имена, определенные в модуле.

# на данный момент нам доступны лишь встроенные функции
dir()
# импортируем модуль math
import math
# теперь модуль math в списке доступных имен
dir()
# получим имена, определенные в модуле math
dir(math)

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:

|_ my_file.py

|_ my_package

         |_ __init__.py

         |_ inside_file.py

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.