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Python實現創建模塊的方法詳解_python

作者:古明地覺 ? 更新時間: 2022-09-13 編程語言

楔子

導入一個模塊,我們一般都會使用 import 關鍵字,但有些場景下 import 難以滿足我們的需要。所以除了 import 之外還有很多其它導入模塊的方式,下面就來介紹一下。

__import__

這是一個內置函數,解釋器在 import 的時候,實際上就執行了這個函數。

#?import?os?等價于如下方式
os?=?__import__("os")
print(os)??#?<module?'os'?from?'C:\\python38\\lib\\os.py'>

#?但是這種方式不能多級導入
path?=?__import__("os.path")
print(path)??#?<module?'os'?from?'C:\\python38\\lib\\os.py'>
#?可以看到,導入的仍是?os,而不是 os.path

#?如果想導入子模塊,需要一個參數?fromlist
#?我們給它傳一個非空列表即可
path?=?__import__("os.path",?fromlist=[""])
print(path)??#?<module?'ntpath'?from?'C:\\python38\\lib\\ntpath.py'>

但是官方不建議使用這個函數,因為它是專門給解釋器用的,我們可以使用一個模塊。

import?importlib

os?=?importlib.import_module("os")
print(os)??#?<module?'os'?from?'C:\\python38\\lib\\os.py'>

#?可以多級導入
path?=?importlib.import_module("os.path")
print(path)??#?<module?'ntpath'?from?'C:\\python38\\lib\\ntpath.py'>

所以當導入的模塊名以字符串的形式存在時,或者模塊名不符合規范時,就可以使用這種方式。

importlib.machinery

importlib.machinery 里面提供了三種 Loader,可以讓我們以打開文件的方式導入一個模塊。

from?importlib.machinery?import?(
????SourceFileLoader,??#?導入源文件
????SourcelessFileLoader,??#?導入 pyc?文件
????ExtensionFileLoader??#?導入擴展文件
)

#?參數一:給模塊起個名字
#?參數二:文件路徑
os?=?SourceFileLoader(
????"我是?os?模塊",
????r"C:\python38\lib\os.py"
).load_module()
print(os)
"""
<module?'我是?os?模塊'?from?'C:\\python38\\lib\\os.py'>
"""
print(os.path.join("video",?"overwatch",?"hanzo.mp4"))
"""
video\overwatch\hanzo.mp4
"""

#?我們看到結果一切正常,但有一點需要注意
#?如果是導入包的話,那么要導入包里面的?__init__.py?文件
pd?=?SourceFileLoader(
????"我是?pandas?模塊",
????r"C:\python38\lib\site-packages\pandas\__init__.py"
).load_module()
print(pd.DataFrame({"a":?[1,?2,?3],?"b":?[4,?5,?6]}))
"""
???a??b
0??1??4
1??2??5
2??3??6
"""

#?如果只寫到?pandas,那么會拋出?PermissionError
#?因為我們不能把目錄當成文件來讀取
#?至于?import?一個包,本質上也是加載包內部的?__init__.py?
#?但這里需要我們顯式地加上?__init__.py

同理加載 pyc 和 pyd 也是類似的,但需要注意的是,加載普通文件和 pyc 文件時,我們可以隨便起名字,也就是第一個參數任意。但對于 pyd 文件,第一個參數必須和 pyd 文件的名字保持一致。

通過 module 類創建模塊

Python 一切皆對象,模塊自然也不例外。既然是對象,那么必然就會有相應的類來實例化它。

import?os
import?hashlib
import?numpy

#?os.__class__?等價于?type(os)
print(os.__class__)??#?<class?'module'>
print(hashlib.__class__)??#?<class?'module'>
print(numpy.__class__)??#?<class?'module'>

在 Python 里面,我們一般會把單獨的可導入文件稱之為模塊,把包含多個模塊的目錄稱之為。通過模塊和包,我們可以對項目進行功能上的劃分,分門別類地進行組織。

但不管是模塊、還是包,它們都是 module 這個類的實例對象,打印結果也能說明這一點。所以從解釋器的角度來看的話,模塊和包區分的并沒有那么明顯,直接把包看做是包內部的 __init__.py 即可。

既然模塊的類型是 class module,那么我們是不是也可以通過調用類型對象的方式創建呢?顯然是可以的,但是 module 這個類解釋器沒有暴露給我們,直接用的話會提示變量 module 未定義。所以只能先隨便導入一個模塊,然后通過 type 函數或者 __class__ 屬性獲取。

#?不過?types?模塊內部已經幫我們做好了
#?ModuleType?=?type(sys)
from?types?import?ModuleType

print(ModuleType)??#?<class?'module'>

#?類對象有了,下面就可以創建了
#?module?類接收兩個參數
#?參數一:模塊的名字,必須傳遞
#?參數二:模塊的 doc,不傳默認為 None
satori?=?ModuleType("古明地覺",?"模塊的名字是一個女孩,她來自地靈殿")
print(satori)??#?<module?'古明地覺'>
print(satori.__doc__)??#?模塊的名字是一個女孩,她來自地靈殿


#?但此時模塊里面是沒啥東西的,我們加一些屬性吧
#?操作模塊本質上是在操作它的屬性字典
code?=?"""
age?=?16

def?foo():
????return?"^_^"
"""
#?執行?code,結果會體現在?satori?的屬性字典中
exec(code,?satori.__dict__)
print(satori.age)??#?16
print(satori.foo())??#?^_^

需要注意的是里面 exec 函數,它會把字符串當成代碼來執行,所以這就要求字符串的來源必須是可靠的,我們能夠確保不會出現惡意內容。而如果是用戶傳遞的字符串,那么絕不能用 exec 來執行,當然 eval 也是同理。

然后是 exec 的第二個參數,表示執行時的名字空間,默認是全局名字空間。所以當不指定第二個參數時,exec(code) 相當于創建了兩個全局變量:age 和 foo。

code?=?"""
age?=?16

def?foo():
????return?"^_^"
"""

exec(code)
print(age)??#?16
print(foo())??#?^_^

但是我們在執行的時候,將它換成了 satori.__dict__,所以結果相當于給模塊添加了兩個變量,或者說屬性。

將一個類的實例變成一個模塊

如果想將一個類的實例變成模塊,那么這個類應該繼承 ModuleType。

import?sys
from?types?import?ModuleType


class?A(ModuleType):

????def?__init__(self,?module_name):
????????super().__init__(module_name)

????def?__getattr__(self,?item):
????????return?f"不存在的屬性:?{item}"

????def?__setattr__(self,?key,?value):
????????self.__dict__[key]?=?value

????def?__str__(self):
????????return?f"<module?'{self.__name__}'?from?'我來自于虛無'>"


a?=?A("我是?A")
print(a)??#?<module?'我是?A'?from?'我來自于虛無'>
print(a.__name__)??#?我是?A
print(a.xx)??#?不存在的屬性:?xx
a.xx?=?"xx"
print(a.xx)??#?xx

#?加入到?sys.modules?中
sys.modules["嘿嘿"]?=?a
import?嘿嘿
print(嘿嘿.xx)??#?xx
print(嘿嘿.yy)??#?不存在的屬性:?yy

是不是很好玩呢?

小結

以上就是加載模塊的幾種方式,主要用途如下:

  • 導入一個在 sys.path 中的模塊,并且模塊名已知,那么直接使用 import 關鍵字即可;
  • 導入一個在 sys.path 中的模塊,但模塊名是運行時的一個字符串,那么使用 importlib 模塊的 import_module 函數;
  • 導入一個不在 sys.path 中的模塊,使用 importlib.machinery 的各種 Loader,只要把模塊的路徑傳進去即可。當然啦,位于 sys.path 中的模塊也可以使用該方法,但顯然此時使用前兩種更為方便;
  • 直接創建一個模塊,通過繼承 module 類來實現,并且還可以加入到 sys.modules 中。Python 有一個第三方模塊叫 sh,顧名思義是用來執行 Linux Shell 命令的,它內部就使用了繼承 module 類來創建模塊的這種方式。但是要知道 module 這個類解釋器沒有暴露給我們,我們需要通過?type(模塊)?或者?模塊.__class__?的方式獲取;

原文鏈接:https://mp.weixin.qq.com/s/q3QqazM46n3hQgQd8EfJJg

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