6.Modules¶
Εάν βγείτε από τον interpreter της Python και μπείτε ξανά, οι ορισμοί που έχετε κάνει (συναρτήσεις και μεταβλητές) χάνονται. Επομένως, εάν θέλετε να γράψετε ένα κάπως μεγαλύτερο πρόγραμμα, είναι προτιμότερο να χρησιμοποιήσετε έναν επεξεργαστή κειμένου για να προετοιμάσετε την εισαγωγή για τον interpreter και την εκτέλεση του με αυτό το αρχείο ως input. Αυτό είναι γνωστό ως δημιουργίαscript. Καθώς το πρόγραμμα σας μεγαλώνει, μπορεί να θέλετε να το χωρίσετε σε πολλά αρχεία για ευκολότερη συντήρηση. Μπορεί επίσης να θέλετε να χρησιμοποιήσετε μια εύχρηστη συνάρτηση που έχετε γράψει σε πολλά προγράμματα χωρίς να αντιγράψετε τον ορισμό της σε κάθε πρόγραμμα.
Για να το υποστηρίξει αυτό, η Python έχει έναν τρόπο να βάζει ορισμούς σε ένα αρχείο και να τους χρησιμοποιεί σε ένα script ή σε ένα διαδραστικό instance του interpreter. Ένα τέτοιο αρχείο ονομάζεταιmodule*∙ ορισμοί από μια ενότητα μπορούν να *εισαχθούν σε άλλα modules ή στοκύριο module (η συλλογή των μεταβλητών στις οποίες έχετε πρόσβαση σε ένα script που εκτελείται στον ανώτερο επίπεδο και σε λειτουργία αριθμομηχανής).
Ένα module είναι ένα αρχείο που περιέχει ορισμούς και δηλώσεις Python. Το όνομα αρχείου είναι το όνομα του module με το επίθημα.py. Μέσε σε ένα module, το όνομα του module (ως συμβολοσειρά) είναι διαθέσιμο ως τιμή της global μεταβλητής__name__. Για παράδειγμα, χρησιμοποιήστε το αγαπημένος σας πρόγραμμα επεξεργασίας κειμένου για να δημιουργήσετε ένα αρχείο που ονομάζεταιfibo.py στον τρέχοντα κατάλογο με τα ακόλουθα περιεχόμενα:
# Fibonacci numbers moduledeffib(n):# write Fibonacci series up to na,b=0,1whilea<n:print(a,end=' ')a,b=b,a+bprint()deffib2(n):# return Fibonacci series up to nresult=[]a,b=0,1whilea<n:result.append(a)a,b=b,a+breturnresult
Τώρα εισάγετε τον Python interpreter και εισάγετε αυτό το module με την ακόλουθη εντολή:
>>>importfibo
Αυτό δεν προσθέτει τα ονόματα των συναρτήσεων που ορίζονται στοfibo απευθείας στον τρέχονταnamespace (βλ.Εμβέλεια και Πεδία Ονομάτων στην Python για περισσότερες λεπτομέρειες): προσθέτει μόνο το όνομα του modulefibo εκεί. Χρησιμοποιώντας το όνομα του module μπορείτε να αποκτήσετε πρόσβαση στις λειτουργίες:
>>>fibo.fib(1000)0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 987>>>fibo.fib2(100)[0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89]>>>fibo.__name__'fibo'
Εάν σκοπεύετε να χρησιμοποιείτε συχνά μια συνάρτηση, μπορείτε να την αντιστοιχίσετε σε ένα τοπικό όνομα:
>>>fib=fibo.fib>>>fib(500)0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377
6.1.Περισσότερα για τα Modules¶
Ένα module μπορεί να περιέχει εκτελέσιμες δηλώσεις καθώς και ορισμούς συναρτήσεων. Αυτές οι δηλώσεις προορίζονται για την προετοιμασία του module. Εκτελούνται μόνο τηνπρώτη φορά που εμφανίζεται το όνομα του module σε μια δήλωση εισαγωγής.[1] (Εκτελούνται επίσης εάν το αρχείο εκτελείται ως script.)
Κάθε module έχει τον δικό της ιδιωτικό namespace, ο οποίος χρησιμοποιείται ως global namespace από όλες τις συναρτήσεις που ορίζονται στο module. Έτσι, ο συντάκτης μιας ενότητας μπορεί να χρησιμοποιήσει global μεταβλητές στο module χωρίς να ανησυχεί για τυχαία conflicts με τις global μεταβλητές του χρήστη. Από την άλλη πλευρά, εάν ξέρετε τι κάνετε, μπορείτε να αγγίξετε τις global μεταβλητές ενός module με το ίδιο notation που χρησιμοποιείται για να αναφέρεται στις συναρτήσεις,modname.itemname.
Τα modules μπορούν να εισάγουν άλλα modules. Είναι σύνηθες, αλλά δεν απαιτείται να τοποθετούνται όλες οι δηλώσειςimport στην αρχή μιας ενότητα (ή σεναρίου, για αυτό το θέμα). Τα ονόματα των modules που εισάγονται, εάν τοποθετούνται στο ανώτερο επίπεδο του ένα module (εκτός οποιωνδήποτε συναρτήσεων ή κλάσεων), προστίθενται στον global namespace του module.
Υπάρχει μια παραλλαγή της δήλωσηςimport που εισάγει ονόματα από ένα module απευθείας στον χώρο στα importing module’s namespace. Για παράδειγμα:
>>>fromfiboimportfib,fib2>>>fib(500)0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377
Αυτό δεν εισάγει το όνομα ενός module από το οποίο λαμβάνονται οι εισαγωγές στο τοπικό namespace (αρά στο παράδειγμα, τοfibo δεν ορίζεται).
Υπάρχει ακόμη και μια παραλλαγή για την εισαγωγή όλων των ονομάτων που ορίζει μια ενότητα:
>>>fromfiboimport*>>>fib(500)0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377
Αυτό εισάγει όλα τα ονόματα εκτός από αυτά που ξεκινούν με κάτω παύλα (_). Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι προγραμματιστές Python δεν χρησιμοποιούν αυτήν την δυνατότητα , καθώς εισάγει ένα άγνωστο σύνολο ονομάτων στον interpreter, κρύβοντας πιθανώς κάποια πράγματα που έχετε ήδη ορίσει.
Λάβετε υπόψη ότι γενικά η πρακτική της εισαγωγής* από ένα module ή ένα πακέτο αποδοκιμάζεται, καθώς προκαλεί συχνά κακώς αναγνώσιμο κώδικα. Ωστόσο, είναι εντάξει να τον χρησιμοποιήσετε για να αποθηκεύσετε την πληκτρολόγηση σε διαδραστικές περιόδους σύνδεσης.
Εάν το όνομα του module ακολουθείται απόas, τότε το όνομα που ακολουθείas συνδέεται απευθείας με το εισαγόμενο module.
>>>importfiboasfib>>>fib.fib(500)0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377
Αυτό ουσιαστικά εισάγει το module με τον ίδιο τρόπο που θα κάνει τοimportfibo , με τη μόνη διαφορά ότι είναι διαθέσιμο ωςfib.
Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί όταν χρησιμοποιείτεfrom με παρόμοια εφέ:
>>>fromfiboimportfibasfibonacci>>>fibonacci(500)0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377
Σημείωση
Για λόγους αποτελεσματικότητας, κάθε module εισάγεται μόνο μία φορά ανά περίοδο λειτουργίες του interpreter. Επομένως, εάν αλλάξετε τα modules σας, πρέπει να επανεκκινήσετε τον διερμηνέα – ή, εάν είναι μόνο ένα module που θέλετε να δοκιμάσετε διαδραστικά, χρησιμοποιήστε τοimportlib.reload(), π.χ.importimportlib;importlib.reload(modulename).
6.1.1.Εκτέλεση modules ως scripts¶
Όταν εκτελείτε ένα Python module με:
pythonfibo.py<arguments>
ο κώδικας στο module θα εκτελεστεί, ακριβώς σαν να τον εισαγάγετε, αλλά με τοname να έχει οριστεί σε"__main__". Αυτό σημαίνει ότι προσθέτοντας αυτόν τον κώδικα στο τέλος του module σας:
if__name__=="__main__":importsysfib(int(sys.argv[1]))
μπορείτε να κάνετε το αρχείο χρησιμοποιήσιμο ως script καθώς και ως module που μπορεί να εισαχθεί, επειδή ο κώδικας που αναλύει την γραμμή εντολών εκτελείται μόνο εάν το module εκτελείται ως το «main» αρχείο:
$pythonfibo.py500 1 1 2 3 5 8 13 21 34
Εάν το module έχει εισαχθεί, ο κώδικας δεν εκτελείται:
>>>importfibo>>>
Αυτό χρησιμοποιείται συχνά είτε για την παροχή ενός βολικού user interface σε ένα module, είτε για σκοπούς δοκιμής (η εκτέλεση του module ως script εκτελεί μια δοκιμαστική σουίτα).
6.1.2.Το Search Path του Module¶
Όταν εισάγετε ένα module με το όνομαspam, ο interpreter αναζητά πρώτα ένα ενσωματωμένο module με αυτό το όνομα. Αυτά τα ονόματα των module παρατίθενται στοsys.builtin_module_names. Εάν δεν βρεθεί, τότε αναζητά ένα αρχείο με το όνομαspam.py σε μια λίστα καταλόγων που δίνονται από τη μεταβλητήsys.path. Τοsys.path αρχικοποιείται από αυτές τις θέσεις:
Ο κατάλογος που περιέχει το input script (ή τον τρέχοντα κατάλογο όταν δεν έχει καθοριστεί αρχείο).
PYTHONPATH(μια λίστα ονομάτων καταλόγου, με την ίδια σύνταξη με τη μεταβλητή του shellPATH).Η προεπιλογή που εξαρτάται από την εγκατάσταση (κατά σύμβαση, συμπεριλαμβανομένου ενός καταλόγου
site-packages, που χειρίζεται το modulesite.
Περισσότερες λεπτομέρειες βρίσκονται στοThe initialization of the sys.path module search path.
Σημείωση
Στα συστήματα αρχείων που υποστηρίζουν symlinks, ο κατάλογο που περιέχει το input script υπολογίζεται αφού ακολουθηθεί το symlink. Με άλλα λόγια, ο κατάλογος που περιέχει το symlinkδεν προστίθεται στη διαδρομή αναζήτησης του module.
Μετά την προετοιμασία, τα προγράμματα Python μπορούν να τροποποιήσουν τοsys.path. Ο κατάλογος που περιέχει το script που εκτελείται τοποθετείται στην αρχή της διαδρομής αναζήτησης , μπροστά από την τυπική διαδρομή της βιβλιοθήκης. Αυτό σημαίνει ότι τα scripts σε αυτόν τον κατάλογο θα είναι φορτωμένα αντί για τα modules με το ίδιο όνομα στον κατάλογο μιας βιβλιοθήκης. Αυτό είναι ένα σφάλμα, εκτός εάν προορίζεται η αντικατάσταση. Βλ. την ενότηταStandard Modules για περισσότερες πληροφορίες.
6.1.3.«Compiled» Python αρχεία¶
Για να επιταχύνει τη φόρτωση modules, η Python κάνει cache την compiled έκδοση κάθε module στον κατάλογο__pycache__ κάτω από το όνομαmodule.version.pyc, όπου η έκδοση κωδικοποιεί τη μορφή του compiled αρχείου∙ γενικά περιέχει τον αριθμό έκδοσης της Python. Για παράδειγμα, στην έκδοση CPython 3.3 η compiled έκδοση του spam.py θα αποθηκευτεί ως__pycache__/spam.cpython-33.pyc. Αυτή η σύμβαση ονομασίας, επιτρέπει σε compiled modules από διαφορετικές εκδόσεις και διαφορετικές εκδόσεις της Python να συνυπάρχουν.
Η Python ελέγχει την ημερομηνία τροποποίησης του πηγαίου έναντι της compiled έκδοσης για να δει εάν είναι ξεπερασμένη και χρειάζεται να γίνει compile ξανά. Αυτή είναι μια εντελώς αυτόματη διαδικασία. Επίσης, τα compiled modules είναι ανεξάρτητες από πλατφόρμα, επομένως η ίδια βιβλιοθήκη μπορεί να κοινοποιηθεί ανάμεσα σε συστήματα με διαφορετικές αρχιτεκτονικές.
Η Python δεν ελέγχει την cache σε δύο περιπτώσεις. Πρώτον, πάντα κάνει compile ξανά και δεν αποθηκεύει το αποτέλεσμα για το module που φορτώνεται απευθείας από τη γραμμή εντολών. Δεύτερον, δεν ελέγχει τη μνήμη cache εάν δεν υπάρχει το source module. Για να υποστηρίξετε μια διανομή χωρίς πηγαίο (compiled μόνο), το compiled module πρέπει να βρίσκεται στον source κατάλογο και δεν πρέπει να υπάρχει source module.
Μερικές συμβουλές για ειδικούς:
Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τους switches
-Oή-OOστην εντολή Python για να μειώσετε το μέγεθος ενός compiled module. Το-Oswitch αφαιρεί τις assert statements, το-OOswitch αφαιρεί τόσο τα assert statements όσο και τις __doc__ συμβολοσειρές . Εφόσον ορισμένα προγράμματα μπορεί να βασίζονται στην ύπαρξη αυτών των διαθέσιμων, θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε αυτήν την επιλογή μόνο εάν γνωρίζετε τι κάνετε. «Optimized» modules έχουν έναopt-tag και είναι συνήθως μικρότερες. Οι μελλοντικές εκδόσεις μπορεί να αλλάξουν τα αποτελέσματα της βελτιστοποίησης.Ένα πρόγραμμα δεν εκτελείται πιο γρήγορα όταν διαβάζεται από ένα αρχείο
.pycαπό ό,τι όταν διαβάζεται από ένα αρχείο.py``∙τομόνοπράγμαπουείναιπιογρήγοροαπότααρχεία``.pycείναι η ταχύτητα με την οποία φορτώνονται.Το module
compileallμπορεί να δημιουργήσει αρχεία .pyc για όλα τα modules σε ένα κατάλογο.Υπάρχουν περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με αυτή τη διαδικασία, συμπεριλαμβανομένου ενός διαγράμματος ροής των αποφάσεων, στοPEP 3147.
6.2.Standard Modules¶
Η Python συνοδεύεται από μια βιβλιοθήκη standard modules, η οποία περιγράφεται σε ένα ξεχωριστό έγγραφο, την Αναφορά Βιβλιοθήκης Python («Library Reference» hereafter). Ορισμένα modules είναι ενσωματωμένα στον interpreter∙ αυτές παρέχουν πρόσβαση σε λειτουργίες που δεν αποτελούν μέρος του πυρήνα της γλώσσας, αλλά εντούτοις είναι ενσωματωμένα, είτε για αποτελεσματικότητα είτε για την παροχή πρόσβασης σε πρωτόγονα στοιχεία του λειτουργικού συστήματος όπως οι κλήσεις συστήματος. Το σύνολο τέτοιων modules είναι μια επιλογή διαμόρφωσης που εξαρτάται επίσης από την υποκείμενη πλατφόρμα. Για παράδειγμα, το modulewinreg παρέχεται μόνο σε συστήματα Windows. Ένα συγκεκριμένο module που αξίζει κάποια προσοχή είναι τοsys, το οποίο είναι ενσωματωμένο στον interpreter της Python. Οι μεταβλητέςsys.ps1 καιsys.ps2 ορίζουν τις συμβολοσειρές που χρησιμοποιούνται ως κύρια και δευτερεύοντα prompts:
>>>importsys>>>sys.ps1'>>> '>>>sys.ps2'... '>>>sys.ps1='C> 'C> print('Yuck!')Yuck!C>
Αυτές οι δύο μεταβλητές ορίζονται μόνο εάν ο interpreter βρίσκεται σε διαδραστική λειτουργία.
Η μεταβλητήsys.path είναι μια λίστα συμβολοσειρών που καθορίζει τη διαδρομή αναζήτησης του διερμηνέα για modules. Αρχικοποιείται σε μια προεπιλεγμένη διαδρομή που λαμβάνεται από τη μεταβλητή περιβάλλοντοςPYTHONPATH, ή από μια ενσωματωμένη προεπιλογή εάν τοPYTHONPATH δεν έχει οριστεί. Μπορείτε να το τροποποιήσετε χρησιμοποιώντας τυπικές λειτουργίες λίστας:
>>>importsys>>>sys.path.append('/ufs/guido/lib/python')
6.3.Η συνάρτησηdir()¶
Η ενσωματωμένη συνάρτησηdir() χρησιμοποιείται για να ανακαλύψει ποια ονόματα ορίζει ένα module. Επιστρέφει μια ταξινομημένη λίστα συμβολοσειρών:
>>>importfibo,sys>>>dir(fibo)['__name__', 'fib', 'fib2']>>>dir(sys)['__breakpointhook__', '__displayhook__', '__doc__', '__excepthook__', '__interactivehook__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', '__stderr__', '__stdin__', '__stdout__', '__unraisablehook__', '_clear_type_cache', '_current_frames', '_debugmallocstats', '_framework', '_getframe', '_git', '_home', '_xoptions', 'abiflags', 'addaudithook', 'api_version', 'argv', 'audit', 'base_exec_prefix', 'base_prefix', 'breakpointhook', 'builtin_module_names', 'byteorder', 'call_tracing', 'callstats', 'copyright', 'displayhook', 'dont_write_bytecode', 'exc_info', 'excepthook', 'exec_prefix', 'executable', 'exit', 'flags', 'float_info', 'float_repr_style', 'get_asyncgen_hooks', 'get_coroutine_origin_tracking_depth', 'getallocatedblocks', 'getdefaultencoding', 'getdlopenflags', 'getfilesystemencodeerrors', 'getfilesystemencoding', 'getprofile', 'getrecursionlimit', 'getrefcount', 'getsizeof', 'getswitchinterval', 'gettrace', 'hash_info', 'hexversion', 'implementation', 'int_info', 'intern', 'is_finalizing', 'last_traceback', 'last_type', 'last_value', 'maxsize', 'maxunicode', 'meta_path', 'modules', 'path', 'path_hooks', 'path_importer_cache', 'platform', 'prefix', 'ps1', 'ps2', 'pycache_prefix', 'set_asyncgen_hooks', 'set_coroutine_origin_tracking_depth', 'setdlopenflags', 'setprofile', 'setrecursionlimit', 'setswitchinterval', 'settrace', 'stderr', 'stdin', 'stdout', 'thread_info', 'unraisablehook', 'version', 'version_info', 'warnoptions']
Χωρίς ορίσματα, ηdir() παραθέτει τα ονόματα που έχετε ορίσει αυτήν τη στιγμή:
>>>a=[1,2,3,4,5]>>>importfibo>>>fib=fibo.fib>>>dir()['__builtins__', '__name__', 'a', 'fib', 'fibo', 'sys']
Λάβετε υπόψη ότι παραθέτει όλους τους τύπους ονομάτων: μεταβλητές, modules, συναρτήσεις, κ.λπ.
Ηdir() δεν παραθέτει τα ονόματα των ενσωματωμένων συναρτήσεων και μεταβλητών. Εάν θέλετε μια λίστα από αυτές, ορίζονται στην τυπική ενότηταbuiltins:
>>>importbuiltins>>>dir(builtins)['ArithmeticError', 'AssertionError', 'AttributeError', 'BaseException', 'BlockingIOError', 'BrokenPipeError', 'BufferError', 'BytesWarning', 'ChildProcessError', 'ConnectionAbortedError', 'ConnectionError', 'ConnectionRefusedError', 'ConnectionResetError', 'DeprecationWarning', 'EOFError', 'Ellipsis', 'EnvironmentError', 'Exception', 'False', 'FileExistsError', 'FileNotFoundError', 'FloatingPointError', 'FutureWarning', 'GeneratorExit', 'IOError', 'ImportError', 'ImportWarning', 'IndentationError', 'IndexError', 'InterruptedError', 'IsADirectoryError', 'KeyError', 'KeyboardInterrupt', 'LookupError', 'MemoryError', 'NameError', 'None', 'NotADirectoryError', 'NotImplemented', 'NotImplementedError', 'OSError', 'OverflowError', 'PendingDeprecationWarning', 'PermissionError', 'ProcessLookupError', 'ReferenceError', 'ResourceWarning', 'RuntimeError', 'RuntimeWarning', 'StopIteration', 'SyntaxError', 'SyntaxWarning', 'SystemError', 'SystemExit', 'TabError', 'TimeoutError', 'True', 'TypeError', 'UnboundLocalError', 'UnicodeDecodeError', 'UnicodeEncodeError', 'UnicodeError', 'UnicodeTranslateError', 'UnicodeWarning', 'UserWarning', 'ValueError', 'Warning', 'ZeroDivisionError', '_', '__build_class__', '__debug__', '__doc__', '__import__', '__name__', '__package__', 'abs', 'all', 'any', 'ascii', 'bin', 'bool', 'bytearray', 'bytes', 'callable', 'chr', 'classmethod', 'compile', 'complex', 'copyright', 'credits', 'delattr', 'dict', 'dir', 'divmod', 'enumerate', 'eval', 'exec', 'exit', 'filter', 'float', 'format', 'frozenset', 'getattr', 'globals', 'hasattr', 'hash', 'help', 'hex', 'id', 'input', 'int', 'isinstance', 'issubclass', 'iter', 'len', 'license', 'list', 'locals', 'map', 'max', 'memoryview', 'min', 'next', 'object', 'oct', 'open', 'ord', 'pow', 'print', 'property', 'quit', 'range', 'repr', 'reversed', 'round', 'set', 'setattr', 'slice', 'sorted', 'staticmethod', 'str', 'sum', 'super', 'tuple', 'type', 'vars', 'zip']
6.4.Πακέτα¶
Τα πακέτα είναι ένας τρόπος δόμησης του namespace του module χρησιμοποιώντας «dotted module names». Για παράδειγμα, το όνομα του moduleA.B υποδηλώνει ένα submodule με όνομαB σε ένα πακέτο με όνομαA. Ακριβώς όπως η χρήση των modules σώζει τους δημιουργούς διαφορετικών modules να ανησυχούν ο ένας για τα καθολικά ονόματα μεταβλητών του άλλου, η χρήση dotted module ονομάτων σώζει τους δημιουργούς των multi-module πακέτων όπως το NumbPY ή το Pillow από το να χρειάζεται να ανησυχούν ο ένας για τα module ονόματα του άλλου.
Ας υποθέσουμε ότι θέλετε να σχεδιάσετε μια συλλογή από module (ένα «πακέτο») για τον ομοιόμορφο χειρισμό αρχείων ήχου και δεδομένων ήχου. Υπάρχουν πολλές διαφορετικές μορφές αρχείων ήχου (που συνήθως αναγνωρίζονται από την επέκτασή τους, για παράδειγμα:.wav,.aiff,.au), επομένως μπορεί να χρειαστεί να δημιουργήσετε και να διατηρήσετε μια αυξανόμενη συλλογή λειτουργιών για τη μετατροπή μεταξύ των διαφόρων μορφών αρχείων. Υπάρχουν επίσης πολλές διαφορετικές λειτουργίες που μπορεί να θέλετε να εκτελέσετε σε δεδομένα ήχου (όπως μίξη, προσθήκη ηχούς, εφαρμογή μιας λειτουργίας ισοσταθμιστή, δημιουργία τεχνητού στερεοφωνικού εφέ), επομένως επιπλέον θα γράφετε μια ατελείωτη ροή από modules για να εκτελέσετε αυτές τις λειτουργίες. Ακολουθεί μια πιθανή δομή για το πακέτο σας (που εκφράζεται ως ιεραρχικό σύστημα αρχείων):
sound/ Top-level package __init__.py Initialize the sound package formats/ Subpackage for file format conversions __init__.py wavread.py wavwrite.py aiffread.py aiffwrite.py auread.py auwrite.py ... effects/ Subpackage for sound effects __init__.py echo.py surround.py reverse.py ... filters/ Subpackage for filters __init__.py equalizer.py vocoder.py karaoke.py ...
Κατά την εισαγωγή του πακέτου, η Python πραγματοποιεί αναζήτηση στους καταλόγους στοsys.path αναζητώντας τον υποκατάλογο του πακέτου.
Τα__init__.py αρχεία απαιτούνται για να κάνει την Python να αντιμετωπίζει του καταλόγου που περιέχουν το αρχείο ως πακέτα (εκτός εάν χρησιμοποιεί έναnamespace package, ένα σχετικά προηγμένο χαρακτηριστικό). Αυτό αποτρέπει τους καταλόγους με κοινό όνομα, όπως π.χ. ωςstring, από την ακούσια απόκρυψη έγκυρων modules που εμφανίζονται αργότερα στο path αναζήτησης του module. Στην απλούστερη περίπτωση, το__init__.py μπορεί απλώς να είναι κενό αρχείο, αλλά μπορεί επίσης να εκτελέσει initialization κώδικα για το πακέτο ή να ορίσει την μεταβλητή__all__, που περιγράφεται αργότερα.
Οι χρήστες του πακέτου μπορούν να εισάγουν μεμονωμένα module από το πακέτο, για παράδειγμα:
importsound.effects.echo
Αυτό φορτώνει το submodulesound.effects.echo. Πρέπει να αναφέρεται με το πλήρες όνομά του.
sound.effects.echo.echofilter(input,output,delay=0.7,atten=4)
Ένα εναλλακτικός τρόπος για την εισαγωγή του submodule είναι:
fromsound.effectsimportecho
Αυτό φορτώνει επίσης το submoduleecho, και την καθιστά διαθέσιμη χωρίς το πρόθεμα πακέτου, ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εξής:
echo.echofilter(input,output,delay=0.7,atten=4)
Μια άλλη παραλλαγή είναι η απευθείας εισαγωγή της επιθυμητής συνάρτησης ή μεταβλητής:
fromsound.effects.echoimportechofilter
Και πάλι, αυτό φορτώνει το submoduleecho, αλλά αυτό κάνει τη συνάρτηση τηςechofilter() άμεσα διαθέσιμη:
echofilter(input,output,delay=0.7,atten=4)
Λάβετε υπόψη ότι όταν χρησιμοποιείτεfrompackageimportitem, το στοιχείο μπορεί να είναι είτε submodule (ή υποπακέτο) του πακέτου ή κάποιο άλλο όνομα που ορίζεται στο πακέτο, όπως μια συνάρτηση, κλάση ή μεταβλητή. Ηimport δήλωση ελέγχει πρώτα εάν το στοιχείο έχει οριστεί στο πακέτο, εάν όχι, υποθέτει ότι είναι ένα module και επιχειρεί να το φορτώσει , αν δεν το βρει δημιουργεί η εξαίρεσηImportError.
Αντίθετα, όταν χρησιμοποιείται σύνταξη όπωςimportitem.subitem.subsubitem, κάθε στοιχείο εκτός από αυτό το τελευταίο πρέπει να είναι πακέτο∙ το τελευταίο στοιχείο μπορεί να είναι ένα module ή ένα πακέτο αλλά δεν μπορεί να είναι μια κλάση ή συνάρτηση ή μεταβλητή που ορίζεται από προηγούμενο στοιχείο.
6.4.1.Εισάγοντας * από ένα Πακέτο¶
Τώρα τι συμβαίνει όταν ο χρήστης γράφειfromsound.effectsimport*; Ιδανικά, θα ήλπιζε κανείς ότι αυτό θα βγει με κάποιο τρόπο στο σύστημα αρχείων, θα βρει κάποια submodules που υπάρχουν το πακέτο, και θα τα εισάγει όλα σε αυτό. Αυτό θα μπορούσε να πάρει πολύ χρόνο και η εισαγωγή submodules μπορεί να έχει ανεπιθύμητες παρενέργειες που θα έπρεπε να συμβούν όταν το submodule εισάγεται ρητά.
Η μόνη λύση είναι να παρέχει ο συντάκτης του πακέτου ένα ρητό ευρετήριο του πακέτου. Η δήλωσηimport χρησιμοποιεί την ακόλουθη σύμβαση: εάν ο κώδικας__init__.py του πακέτου ορίζει μια λίστα με το όνομα__all__, θεωρείται ότι είναι η λίστα με τα ονόματα των modules που θα πρέπει να εισαχθούν όταν συναντήσετεfrompackageimport*. Είναι στην διακριτή ευχέρεια του συντάκτη του πακέτου να διατηρεί αυτή τη λίστα ενημερωμένη, όταν κυκλοφορήσει μια νέα έκδοση του πακέτου. Οι συντάκτες του πακέτου ενδέχεται επίσης να αποφασίσουν να μην το υποστηρίξουν, εάν δεν βλέπουν ότι χρησιμοποιείται η εισαγωγή του * από το πακέτο τους. Για παράδειγμα το αρχείοsound/effects/__init__.py θα μπορούσε να περιέχει τον ακόλουθο κώδικα:
__all__=["echo","surround","reverse"]
Αυτό θα σήμαινε ότιfromsound.effectsimport* θα εισαγάγει τα τρία submodules με το όνομα του πακέτουsound.effects.
Λάβετε υπόψη ότι τα submodules ενδέχεται να σκιάζονται από τοπικά καθορισμένα ονόματα. Για παράδειγμα, εάν προσθέσατε μιαreverse συνάρτηση στο αρχείοsound/effects/__init__.py, τοfromsound.effectsimport* θα εισαγάγει μόνο τα δύο submodulesecho καιsurround, αλλάόχι το submodulereverse, επειδή επισκιάζεται από την τοπικά καθορισμένη συνάρτησηreverse:
__all__=["echo",# refers to the 'echo.py' file"surround",# refers to the 'surround.py' file"reverse",# !!! refers to the 'reverse' function now !!!]defreverse(msg:str):# <-- this name shadows the 'reverse.py' submodulereturnmsg[::-1]# in the case of a 'from sound.effects import *'
Εάν δεν έχει οριστεί το__all__, η δήλωσηfromsound.effectsimport*δεν εισάγει όλα τα submodules από το πακέτοsound.effects στο τρέχων namespace∙ διασφαλίζει μόνο ότι το πακέτοsound.effects έχει εισαχθεί (ενδεχομένως να εκτελείται οποιοσδήποτε κωδικός προετοιμασίας στο στο__init__.py) και στη συνέχεια εισάγει οποιαδήποτε ονόματα ορίζονται στο πακέτο. Αυτό περιλαμβάνει τυχόν ονόματα που ορίζονται (και submodules που έχουν φορτωθεί ρητά) από το__init__.py. Περιλαμβάνει επίσης τυχόν submodules του πακέτου που φορτώθηκαν ρητά από προηγούμενες δηλώσειςimport. Σκεφτείτε αυτόν τον κώδικα:
importsound.effects.echoimportsound.effects.surroundfromsound.effectsimport*
Σε αυτό το παράδειγμα, τα modulesecho καιsurround εισάγονται στο τρέχον namespace επειδή ορίζονται στο πακέτοsound.effects`ότανηδήλωση``from...import` εκτελείται. (Αυτό λειτουργεί επίσης όταν ορίζεται το__all__).
Αν και ορισμένα modules έχουν σχεδιαστεί για να εξάγουν μόνο ονόματα που ακολουθούν ορισμένα μοτίβα όταν χρησιμοποιείτε τοimport*, εξακολουθεί να θεωρείται κακή πρακτική στον κώδικα παραγωγής.
Θυμηθείτε, δεν υπάρχει τίποτα κακό με τη χρήση τουfrompackageimportspecific_submodule! Στην πραγματικότητα, αυτή είναι η προτεινόμενη σημείωση, εκτός εάν το module εισαγωγής χρειάζεται να χρησιμοποιήσει submodules με το ίδιο όνομα από διαφορετικά πακέτα.
6.4.2.Intra-package αναφορές¶
Όταν τα πακέτα είναι δομημένα σε υποπακέτα (όπως με το πακέτοsound στο παράδειγμα), μπορείτε να χρησιμοποιήσετε απόλυτες εισαγωγές για να αναφερθείτε σε submodules αδερφών πακέτων. Για παράδειγμα, εάν το modulesound.filters.vocoder πρέπει να χρησιμοποιήσει το moduleecho στο πακέτοsound.effects , μπορεί να χρησιμοποιήσει τοfromsound.effectsimportecho.
Μπορείτε επίσης να γράψετε σχετικές εισαγωγές, με τη φόρμαfrommoduleimportname της δήλωσης εισαγωγής. Αυτές οι εισαγωγές χρησιμοποιούν leading dots για να υποδείξουν τα τρέχοντα και γονικά πακέτα που εμπλέκονται στη σχετική εισαγωγή. Από τοsurround module για παράδειγμα, μπορεί να χρησιμοποιήσετε:
from.importechofrom..importformatsfrom..filtersimportequalizer
Λάβετε υπόψη ότι οι σχετικές εισαγωγές βασίζονται στο όνομα του τρέχοντος module. Επειδή το όνομα του κύριου module είναι πάντα"__main__", τα modules που προορίζονται για χρήση ως κύριο module μιας εφαρμογής Python πρέπει πάντα να χρησιμοποιούν απόλυτες εισαγωγές.
6.4.3.Πακέτα σε Πολλαπλούς Καταλόγους¶
Τα πακέτα υποστηρίζουν ένα ακόμη ειδικό χαρακτηριστικό,__path__. Αυτό έχει αρχικοποιηθεί ως μιαακολουθία από συμβολοσειρές που περιέχει το όνομα του καταλόγου που το__init__.py του πακέτου πριν από την εκτέλεση του κώδικα σε αυτό το αρχείο. Αυτή η μεταβλητή μπορεί να τροποποιηθεί, αυτό επηρεάζει τις μελλοντικές αναζητήσεις για modules και υποπακέτα που περιέχονται στο πακέτο.
Ενώ αυτή η δυνατότητα δεν χρειάζεται συχνά, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επέκταση του συνόλου των modules που βρίσκονται σε ένα πακέτο.
Υποσημειώσεις
[1]Στην πραγματικότητα, οι ορισμοί συναρτήσεων είναι επίσης “statements” που “εκτελούνται”∙ η εκτέλεση ενός ορισμού συνάρτησης σε επίπεδο module προσθέτει το όνομα της συνάρτησης στον καθολικό namespace του module.