不間斷 Python 挑戰 Day 21 - 模組(module)

2022/01/12閱讀時間約 9 分鐘

大型程式的開發通常不會由一個人獨力完成，而是將程式依功能拆分成不同的函數或是類別，由不同人協力開發成各個模組，最後再將這些模組導入主程式，或是直接套用現有的模組。模組依來源可以分成三大類：

Python內建的模組
外部模組，需從第三方的軟體儲存庫(如PyPI)安裝使用
程式開發者自行開發的模組

Python內建的模組

我們之前一再使用的random模組就是屬於此類模組，這類的模組在安裝Python時就已經預先安裝，因此使用時不需再額外安裝，也稱為Python的標準程式庫(standard library)。其它的模組可在以下Python官方的文件中找到：https://docs.python.org/3/library/

導入整個模組

如同之前介紹random模組時使用的方式，其導入的方式如下：

import 模組

調用模組的函數或類別的方法如下：

模組.函數名稱
模組.類別名稱

例如以下範例使用random模組中的方法，產生0到9之間的隨機整數。

import random
print(random.randint(0, 9))
print(random.randrange(0, 10))

導入模組內的特定函數或類別

除了導入整個模組以外，也可以只導入模組內的特定幾個函數，導入的方式如下：

from 模組 import 函數名稱1, 函數名稱2, ...
from 模組 import 類別名稱1, 類別名稱2, ...

承續上個例子，導入特定的函數後，使用時便可以省略模組名稱。

from random import randint, randrange
print(randint(0, 10))
print(randrange(0, 10))

導入模組內的所有函數或類別

導入模組內所有函數或類別的方式如下：

from 模組 import *

和上個例子相同，導入所有函數後，使用時可以省略模組名稱。

from random import *
print(randint(0, 10))
print(randrange(0, 10))

自訂模組名稱

若覺得原本的模組名稱太長、不好記憶，可以將模組名稱定義為其它的識別字，方法如下：

import 模組 as 識別字

例如以下例子，rand被用來取代random，做為呼叫random模組方法的識別字。

import random as rand
print(rand.randint(0, 9))
print(rand.randrange(0, 10))

也可以單獨更改模組內特定函數或類別的名稱：

from 模組 import 函數名稱 as 識別字
from 模組 import 類別名稱 as 識別字

例如：

from random import randint as rint
print(rint(0, 9))

外部模組

外部模組因不包含在Python的標準程式庫中，因此使用前必須先安裝，安裝完成後，導入的方法和導入Python內建模組完全相同。

安裝外部模組

假設我們需要導入一個matplotlib外部模組，在PyPI可以找到matplotlib的相關用法：https://pypi.org/project/matplotlib/

在PyCharm中，安裝一個外部模組的方法如下：

點選File。
點選Settings...。

3. 點選當下編輯的Project名稱，例如我的名稱是marathon_python。
4. 點選Python Interpreter。

5. 點選+號新增模組。

6. 在搜尋的欄位輸入欲安裝的模組名稱，如這裡我輸入matplotlib。
7. 點選Install Package。

8. matplotlib旁顯示安裝中的訊息。

9. 安裝完成後，下方顯示Package 'matplotlib' installed successfully，可將此頁面關閉。

10. 在右方的Package欄位中，可以看到新增了許多相關的套件。

使用外部模組

至此，matplotlib模組就已經安裝完成，我們便可以導入此模組來使用其所提供的功能。

import matplotlib.pyplot
line = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
matplotlib.pyplot.plot(line)
matplotlib.pyplot.show()

執行結果：

自行開發的模組

Python也允許將自行建立的函數或類別儲存在獨立的文件中，再以模組的方式載入主程式。我們以Day20所開發的程式為例，將所有的程式碼儲存在marathon_python_day20.py的文件中，在今天的主程式中導入。

import marathon_python_day20

執行後發現程式已經自動執行了marathon_python_day20.py中主程式的內容，但通常載入模組希望的是能夠獨立引用模組內的方法或類別，而非做為主程式來執行。因此，我們可以使用以下語法，將模組內的主程式部分放入if區塊中，如此一來，當該檔案做為模組導入時，便不會執行if區塊的內容，此時變數__name__的內容為模組的名稱marathon_python_day20。

# marathon_python_day20.py
if __name__ == "__main__":
　　# create a test pool
　　test_pool = []
　　for fact in fact_data:
　　　　fact_obj = CreateTestPool(fact["question"], fact["answer"])
　　　　test_pool.append(fact_obj)
　　# do fact test
　　fact_test = TestGenerator(test_pool)
　　while fact_test.is_last_questions():
　　　　fact_test.generate_next_question()
　　# comments
　　print(f"你的總分: {fact_test.score}/{fact_test.question_number}.")
　　if fact_test.get_score() > 4:
　　　　print("恭喜你答得比黑猩猩好！")
　　elif fact_test.get_score() == 4:
　　　　print("黑猩猩4ni?")
　　else:
　　　　print("趕快買本書來看吧！")

在今天的主程式中，我們就可以將marathon_python_day20.py中的資料與類別做為模組導入使用，

# marathon_python_day21.py
from marathon_python_day20 import fact_data, TestGenerator, CreateTestPool
# create a test pool
test_pool = []
for fact in fact_data:
　　fact_obj = CreateTestPool(fact["question"], fact["answer"])
　　test_pool.append(fact_obj)
# do fact test
fact_test = TestGenerator(test_pool)
while fact_test.is_last_questions():
　　fact_test.generate_next_question()
# comments
print(f"你的總分: {fact_test.score}/{fact_test.question_number}.")
if fact_test.get_score() > 4:
　　print("恭喜你答得比黑猩猩好！")
elif fact_test.get_score() == 4:
　　print("黑猩猩4ni?")
else:
　　print("趕快買本書來看吧！")

程式範例

本文程式範例收錄於：
https://github.com/wjweng/marathon_python/blob/master/Day1_to_25/marathon_python_day21.py

為什麼會看到廣告

Wei-Jie Weng

留言0

查看全部

發表第一個留言支持創作者！