что такое модуль питон

Введение в Python

Поиск

Новое на сайте

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:

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:

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

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:

Директория, в которой находится файл, в котором вызывается команда импорта

Если модуль не найден, Python ищет в каждой директории, определенной в консольной переменной PYTHONPATH.

Если и там модуль не найден, Python проверяет путь заданный по умолчанию

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:

Через несколько секунд вы получите список всех доступных модулей.

Создание своего модуля в Python:

А во втором вызовем эту функцию:

Выполнив код второго файла получим:

Hello from module_1

Функция dir():

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

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:

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.

Источник

Модуль числа в Python

Очень часто возникает необходимость вычисления модуля числа в Python. Рассмотрим, что такое модуль числа, какие есть способы его вычисления. Так же отдельно коснемся комплексных чисел.

Модуль числа

Часто в программировании требуется вычислить абсолютное значение числа. Иначе говоря, отброс ить знак.

При вычислении модуля возможны 3 ситуации:

Но это все справедливо только для действительных чисел. Чему же тогда будет равен модуль комплексных?

Комплексное число состоит из действительной составляющей и мнимой. Геометрически это можно представить как 2 ортогональные оси: действительную и мнимую. Отмечаем на координатных осях требуемую точку. Модулем будет длина отрезка, проведенного из начала координат в эту точку.

Вычисление

Вычислять модуль можно следующими способами:

Все эти функции работают как в Python 2, так и в Python 3.

Для вычисления в Python модуля числа используется функция abs. Результат функции того же типа, которого был аргумент.

Свое решение

Если по каким то причинам нет возможности или желания использовать стандартные функции, то можно написать свое решение.

Например, можно вычислить воспользоваться тернарным оператором.

На основе такого условия сделаем свою функцию.

Модуль комплексного числа

Мы разобрались как происходит вычисление с действительными числами. Теперь посмотрим, как в языке программирования Python можно получить модуль комплексного.

Функцией fabs мы не сможем воспользоваться. Если попытаемся это сделать, то получим ошибку приведения комплексного числа к действительному (TypeError).

А вот с помощью abs преобразование удается.

Или же напишем свою функцию:

Результаты получились одинаковыми. Но нам все равно пришлось подключить библиотеку math для вычисления квадратного корня.

Источник

Модули в Python

Модули – это организационная единица самого высокого уровня в Python. Если вы хотя бы немного знакомы с Python, вероятно уже использовали готовые модули или создали свои. Что же такое модуль? Модули – это программные единицы, хранящие код и данные, обеспечивающие повторное использование кода для Python проектов и также полезны при разбиении пространств имён в автономных пакетах. Они автономны, потому что получить доступ к атрибутам модуля только после их импорта. Их также можно рассматривать, как пакеты имён, которые при импорте становятся атрибутами импортированного модуля. Фактически, любой файл Python с расширением *.py является модулем.

Создание модуля

Модули, которые предназначены для импорта другим кодом, не будут выполнять какое-либо действия, а только предоставят доступ к своим переменным и функциям в качестве атрибутов импортируемого объекта. Также возможно создавать двухрежимные модули, которые могут быть использованы для импорта и запуска в качестве сценария верхнего уровня.

Хотя правила создания модулей довольно условные, существует одно правило для именования модулей. Поскольку имена файлов модулей становятся именами переменных в Python при импорте не разрешается называть модули зарезервированными словами Python. Например, модуль for.py может быть создан, но не может быть импортирован, поскольку «for» – зарезервированное слово. Проиллюстрируем всё вышесказанной примером с «Hello world!».

My_module.py представлен как модуль, код которого может быть импортирован и повторно использован в других файлах Python. Он не требует какого-либо дополнительных действий, просто определяет функции и переменные. «my_script.py» разработан как скрипт верхнего уровня, который явно вызывает функцию hello_printer и печатает значение переменной.

Запустим файл my_script.py в терминале:

Как отмечалось ранее, важный вывод из этого первого базового примера – это то, что важны имена файлов модулей. После импорта они становятся переменными/объектами в модуле импортера. Все определения верхнего уровня в модуле становятся атрибутами этой переменной.

Архитектура программы

Любая нетривиальная программа будет представлена несколькими файлами, связанными друг с другом импортами. Python, как и большинство других языков программирования, использует модульную структуру программы, где функциональные возможности группируются в многократно используемые единицы. Различают три типа файлов в многофайловом приложении:

На этом рисунке модуль top_module.py – это файл Python верхнего уровня, который импортирует функции, определенные в модуле module1, но также имеет доступ к функциям в module2 через module1. Два пользовательских модуля используют ресурсы друг друга, а также другие модули из стандартной библиотеки Python. Цепочка импорта может идти настолько глубоко, насколько нужно – нет ограничений в количестве импортированных файлов, и они могут импортировать друг друга, хотя нужно быть осторожным с циклическими импортами.

В приведенном выше примере top_module.py – это модуль верхнего уровня, который будет запускаться пользователем, и он импортирует инструменты из других модулей через module1.py. module1 и module2 являются определяемыми пользователем модулями, а модуль math импортируется из стандартной библиотеки. При запуске скрипта верхнего уровня получаем:

$ python top_module.py k = 2 n = 5
10.0

Двухрежимный код

Как упоминалось ранее, файлы Python также могут быть разработаны как импортируемые модули, так и сценарии верхнего уровня. То есть при запуске модуль Python запускается как автономная программа, а при импорте он будет работать как импортируемый модуль.

Это легко сделать, используя атрибут __name__, который автоматически встроен в каждый модуль. Если модуль запущен как скрипт верхнего уровня, атрибут __name__ будет равен строке «__main__», иначе, если импортирован, он будет содержать имя фактического модуля.

Пример двухрежимного кода:

Если файл запускается как отдельная программа, то такая же функция вызывается автоматически. Разница здесь, по сравнению с примером my_script.py в разделе main, заключается в том, что когда hiprinter.py импортируется, он не будет запускать код, вложенный в оператор if __name__ == ‘__main__’.

Двухрежимный код очень распространен на практике и особенно полезен для юниттестов, т. е. в то время как переменные и функции определяются как имена файла верхнего уровня, часть внутри оператора if может служить в качестве тестовых значений вышеописанных имён.

Оператор import

Основное различие между import и from заключается в том, что import загружает весь модуль в виде единого объекта, а from загружает определенные свойства и функции из модуля. Импорт имен с помощью оператора from может быть использован непосредственно в модуле импортера без вызова имени импортируемого объекта.

Использование инструкции from разрешено только в файле верхнего уровня модуля в Python 3.x, а не внутри функции. Python 2.x позволяет использовать его в функции, но выдает предупреждение. Оператор from медленнее import, поскольку он выполняет всю работу, которую выполняет import через весь контент импортированного модуля, а затем выполняет дополнительные действия при выборе соответствующих имён для импорта.

Существует также третий оператор импорта *, который используется для импорта всех имен в верхний уровень из импортированного модуля и использования их непосредственно в классе импортера. Например:

Код импортирует все имена (переменные и функции) из файла module2.py. Этот подход не рекомендуется из-за возможного дублирования имен, импортированные имена могут перезаписывать уже существующие имена в модуле импортера.

Каталог поиска модуля

Одним из важных аспектов при написании модульных приложений Python является поиск импортируемых модулей. Хотя модули стандартной библиотеки Python настроены на глобальную доступность, импорт пользовательских модулей за границей каталога может усложниться.

Python использует внутренний список каталогов, в которых он ищет модули, известные как путь поиска. Путь поиска состоит из каталогов, построенных в следующем порядке:

PYTHONPATH, вероятно, является наиболее предпочтительным способом. Вы можете легко проверить, установлена ли переменная на вашем компьютере выполнив в командной строке:

/. bash_profile, где каталоги конкатенируются символом двоеточия («:»).

После того, как все каталоги поиска во время запуска программы будут определены, они сохраняются в списке, который можно увидеть с помощью sys.path. Также можно добавить каталог в sys.path, а затем импортировать свои модули, которые будут изменять каталоги поиска во время выполнения программы.

Как показано в следующем примере, пустая строка в начале списка определяет текущий каталог:

В заключение, организация программы Python в нескольких взаимосвязанных модулях будет простой, если программа хорошо структурирована.

Перезагрузка модуля

Благодаря кэшированию модуль может быть импортирован процессом только один раз. Поскольку язык Python интерпретируемый, он запускает код импортированного модуля, когда достигнет инструкции import. Следующий import в рамках одного процесса (например, тот же интерпретатор Python) повторно не будет запускать код импортированного модуля. Он просто извлечет модуль из кеша.

Например, импортируем код в my_module.py в интерпретаторе Python, затем изменим файл и снова импортируем.

Чтобы отключить кеширование и включить повторный импорт модулей, Python предоставляет функцию reload. Повторим пример:

Функция reload изменяет модуль на месте. То есть, не затрагивая другие объекты, ссылающиеся на импортированный модуль. Обращаем ваше внимание, что функция также возвращает сам модуль, указывая его имя и путь к файлу. Эта функция особенно полезна на этапе разработки крупных проектов.

Например, для программ, которым требуется постоянная связь с сервером, гораздо сложнее перезапустить все приложение, чем выполнять динамическую перезагрузку для выполнения во время разработки.

Пакеты модулей

При импорте имен модулей фактически загружаются файлы Python, хранящиеся где-то в файловой системе. Как уже упоминалось ранее, импортированные модули должны находиться в каталоге, который указан в пути поиска модуля (sys.path). В Python есть нечто большее, чем «импорт имен» – вы можете импортировать весь каталог, содержащий файлы Python, в виде пакета модулей. Этот импорт известен как импорт пакетов.

Как импортировать пакеты модулей? Давайте создадим каталог с именем mydir, который включает в себя модуль mod0.py и два подкаталога subdir1 и subdir2, содержащий модули mod1.py и mod2.py соответственно. Структура каталогов выглядит так:

Обычный подход, который объяснялся до сих пор, заключался в том, чтобы добавить пути mydir, subdir1 и subdir2 к каталоги поиска модуля (sys.path), чтобы иметь возможность импортировать mod0.py, mod1. py и mod2.py. Это может привести к большим накладным расходами, если модули распределены по множеству разных подкаталогов. В любом случае, импорт пакетов будет предпочтительнее, потому что работают с импортом имени самой папки.

Недопустимая инструкция, приводящая к ошибке InvalidSyntax:

Вы, наверное, уже замечали, что некоторые Python каталоги содержат файл __init__.py. Это было фактически требование в Python2.x, чтобы сообщить Python, что ваш каталог является пакетым модулем. Файл __init__.py также является обычным файлом Python, который запускается всякий раз, когда этот каталог импортируется, и подходит для инициализации значений, например, для подключения к базе данных.

В большинстве случаев эти файлы просто пусты. В Python3.x эти файлы являются необязательными, и их можно использовать, если это необходимо. Следующие несколько строк показывают, как имена, определенные в __init__.py, становятся атрибутами импортируемого объекта (имя каталога, содержащего его).

Еще одна важная тема, когда речь идёт о пакетных модулях – относительный импорт. Относительный импорт полезен при импорте модулей внутри самого пакета. В этом случае Python будет искать импортированный модуль внутри пакета, а не в путях поиска модуля.

Строка импорта mod2 сообщает Python о поиске модуля mod2 в sys.path, и поэтому он не увенчался успехом. В данном случае нам поможет относительный импорт. Следующий оператор относительного импорта использует двойную точку («..»), которая обозначает родительский элемент текущего пакета (‘mydir /’). Для создания полного относительного пути к модулю mod2 необходимо включить следующий subdir2.

Относительный импорт – это огромная тема, которая может занять целую книгу. Они также сильно отличаются между версиями Python2.x и 3.x. Поддержка Python 2.x заканчивается в 2020 году, поэтому в тех случаях, когда существует большая разница между версиями Python, например, в относительном импорте, лучше сосредоточиться на версии 3.x.

Публикация пакета в PyPi

На текущий момент вы узнали, как писать модули Python, различать импортируемые модули и высокоуровневые, использовать определенные пользователем модули в границах каталога, изменять путь поиска модулей и, кроме всего прочего, создавать/импортировать пакеты модулей. После создания полезного программного обеспечения, упакованного в пакет модулей, вы можете поделиться им с большим сообществом Python. Пакетный индекс Python (PyPi) – это программный репозитарий, в настоящее время содержащий более 120 тыс. пакетов (на момент написания этой статьи). Возможно, вы уже устанавливали модули из репозитория с помощью команды pip.

Например, следующая строка загрузит и устанавливать библиотеку Numpy:

Как опубликовать свой пакет в репозитарии? Во-первых, он должен удовлетворять требованиям к упаковке и распространению. Необходимо выполнить два условия: установить pip, setuptools, wheel и установить twine, который используется для загрузки проекта в PyPi.

Следующим шагом будет настройка вашего проекта. В общем, это означает добавление нескольких файлов Python в проект, которые будут содержать информацию о конфигурации, руководства по использованию и т. д. Далее перечислены самые важные файлы, которые нужно добавить: setup.py. Этот файл необходимо добавить в корень проекта и использовать в качестве интерфейса установки из командной строки. Он должен содержать функцию setup(), которая будет принимать в качестве аргумента информацию, такую как: имя проекта, версия, описание, лицензия, зависимости проекта и т. д. README.rst: текстовый файл, описывающий пакет. licence.txt: текстовый файл, содержащий лицензию на программное обеспечение.

Наиболее востребованным форматом пакета является wheel. Запуск одной из следующих команд приведет к созданию каталога dist/ в корне вашего проекта, который содержит файлы в пакет для загрузки в PyPi.

Последний шаг – загрузка вашего дистрибутива в PyPi. Для этого нудно создать учетную запись на сайте PyPi и загрузить содержимое каталога dist/, созданного на предыдущем шаге.

Для получения дополнительной информации обратитесь к официальному сайту PyPi.

Источник

Math — математические функции в Python

Что такое модуль?

В C и C++ есть заголовочные файлы, в которых хранятся функции, переменные классов и так далее. При включении заголовочных файлов в код появляется возможность не писать лишние строки и не использовать одинаковые функции по несколько раз. Аналогично в Python для этого есть модули, которые включают функции, классы, переменные и скомпилированный код. Модуль содержит группу связанных функций, классов и переменных.

Функции представления чисел

ceil() и floor() — целая часть числа

Сeil() и floor() — функции общего назначения. Функция ceil округляет число до ближайшего целого в большую сторону. Функция floor убирает цифры десятичных знаков. Обе принимают десятичное число в качестве аргумента и возвращают целое число.

Пример:

Функция fabs() — абсолютное значение

Пример:

factorial() — функция факториала

Эта функция принимает положительное целое число и выводит его факториал.

Пример:

Примечание: при попытке использовать отрицательное число, возвращается ошибка значения ( Value Error ).

Пример:

Функция fmod() — остаток от деления

Пример:

Функция frexp()

Пример:

Функция fsum() — точная сумма float

Вычисляет точную сумму значений с плавающей точкой в итерируемом объекте и сумму списка или диапазона данных.

Пример:

Функции возведения в степень и логарифма

Функция exp()

Пример:

Функция expm1()

Пример:

Функция log() — логарифм числа

Функция log(x[,base]) находит логарифм числа x по основанию e (по умолчанию). base — параметр опциональный. Если нужно вычислить логарифм с определенным основанием, его нужно указать.

Пример:

Функция log1p()

Пример:

Функция log10()

Вычисляет логарифм по основанию 10.

Пример:

Функция pow() — степень числа

Пример:

Функция sqrt() — квадратный корень числа

Эта функция используется для нахождения квадратного корня числа. Она принимает число в качестве аргумента и находит его квадратный корень.

Пример:

Тригонометрические функции

В Python есть следующие тригонометрические функции.

Пример:

Функция преобразования углов

Эти функции преобразуют угол. В математике углы можно записывать двумя способами: угол и радиан. Есть две функции в Python, которые конвертируют градусы в радиан и обратно.

Пример:

Математические константы

Источник

Модули

Основные модули в Python 3. Описание модулей и перевод документации к ним.

Модуль shutil

Модуль shutil содержит набор функций высокого уровня для обработки файлов, групп файлов, и папок. В частности, доступные здесь функции позволяют копировать, перемещать и удалять файлы и папки. Часто используется вместе с модулем os.

Модуль unittest: тестируем свои программы

Представьте, что вы написали какую-либо программу, а теперь хотите проверить, правильно ли она работает. Что вы для этого сделаете? Скорее всего, вы запустите её несколько раз с различными входными данными, и убедитесь в правильности выдаваемого ответа.

А теперь вы что-то поменяли и снова хотите проверить корректность программы. Запускать ещё несколько раз? А если потом снова что-то поменяется? Нельзя ли как-то автоматизировать это дело?

Оказывается, можно. В Python встроен модуль unittest, который поддерживает автоматизацию тестов, использование общего кода для настройки и завершения тестов, объединение тестов в группы, а также позволяет отделять тесты от фреймворка для вывода информации.

Модуль subprocess

Модуль subprocess отвечает за выполнение следующих действий: порождение новых процессов, соединение c потоками стандартного ввода, стандартного вывода, стандартного вывода сообщений об ошибках и получение кодов возврата от этих процессов.

Модуль fractions

Модуль fractions предоставляет поддержку рациональных чисел.

Модуль cmath

Модуль cmath – предоставляет функции для работы с комплексными числами.

Модуль glob

Модуль glob находит все пути, совпадающие с заданным шаблоном в соответствии с правилами, используемыми оболочкой Unix. Обрабатываются символы «*» (произвольное количество символов), «?» (один символ), и диапазоны символов с помощью []. Для использования тильды «

» и переменных окружения необходимо использовать os.path.expanduser() и os.path.expandvars().

Операция присваивания не копирует объект, он лишь создаёт ссылку на объект. Для изменяемых коллекций, или для коллекций, содержащих изменяемые элементы, часто необходима такая копия, чтобы её можно было изменить, не изменяя оригинал. Данный модуль предоставляет общие (поверхностная и глубокая) операции копирования.

Модуль functools

Модуль os.path

os.path является вложенным модулем в модуль os, и реализует некоторые полезные функции для работы с путями.

Модуль json

Источник