В языке Python набор модулей, посвященных одной проблеме, можно поместить в пакет. Хорошим примером такого пакета является пакет xml, в котором собраны модули для различных аспектов обработки XML.
В программе на Python модуль представлен объектом–модулем, атрибутами которого являются имена, определенные в модуле:
Листинг
>>> import datetime
>>> d1 = datetime.date(2004, 11, 20)
В данном примере импортируется модуль datetime. В результате работы оператора import в текущем пространстве имен появляется объект с именем datetime.
Модули для использования в программах на языке Python по своему происхождению делятся на обычные (написанные на Python) и модули расширения, написанные на другом языке программирования (как правило, на C). С точки зрения пользователя они могут отличаться разве что быстродействием. Бывает, что в стандартной библиотеке есть два варианта модуля: на Python и на C. Таковы, например, модули pickle и cPickle. Обычно модули на Python в чем–то гибче, чем модули расширения.
Модули в Python
Модуль оформляется в виде отдельного файла с исходным кодом. Стандартные модули находятся в каталоге, где их может найти соответствующий интерпретатор языка. Пути к каталогам, в которых Python ищет модули, можно увидеть в значении переменной sys.path:
Листинг
>>> sys.path
['', '/usr/local/lib/python23.zip', '/usr/local/lib/python2.3',
'/usr/local/lib/python2.3/plat–linux2', '/usr/local/lib/python2.3/lib–tk',
'/usr/local/lib/python2.3/lib–dynload',
'/usr/local/lib/python2.3/site–packages']
В последних версиях Python модули можно помещать и в zip–архивы для более компактного хранения (по аналогии с jar–архивами в Java).
При запуске программы поиск модулей также идет в текущем каталоге. (Нужно внимательно называть собственные модули, чтобы не было конфликта имен со стандартными или дополнительно установленными модулями.)
Подключение модуля к программе на Python осуществляется с помощью оператора import. У него есть две формы: import и from–import:
Листинг
import os
import pre as re
from sys import argv, environ
from string import *
С помощью первой формы с текущей областью видимости связывается только имя, ссылающееся на объект модуля, а при использовании второй — указанные имена (или все имена, если применена *) объектов модуля связываются с текущей областью видимости. При импорте можно изменить имя, с которым объект будет связан, с помощью as. В первом случае пространство имен модуля остается в отдельном имени и для доступа к конкретному имени из модуля нужно применять точку. Во втором случае имена используются так, как если бы они были определены в текущем модуле:
Листинг
os.system(«dir»)
digits = re.compile("\d+»)
print argv[0], environ
Повторный импорт модуля происходит гораздо быстрее, так как модули кэшируются интерпретатором. Загруженный модуль можно загрузить еще раз (например, если модуль изменился на диске) с помощью функции reload():
Листинг
import mymodule
…
reload(mymodule)
Однако в этом случае все объекты, являющиеся экземплярами классов из старого варианта модуля, не изменят своего поведения.
При работе с модулями есть и другие тонкости. Например, сам процесс импорта модуля можно переопределить. Подробнее об этом можно узнать в оригинальной документации.
Встроенные функции
В среде Python без дополнительных операций импорта доступно более сотни встроенных объектов, в основном, функций и исключений. Для удобства функции условно разделены по категориям:
Функции преобразования типов и классы: coerce, str, repr, int, list, tuple, long, float, complex, dict, super, file, bool, object
Числовые и строковые функции: abs, divmod, ord, pow, len, chr, unichr, hex, oct, cmp, round, unicode
Функции обработки данных: apply, map, filter, reduce, zip, range, xrange, max, min, iter, enumerate, sum
Функции определения свойств: hash, id, callable, issubclass, isinstance, type
Функции для доступа к внутренним структурам: locals, globals, vars, intern, dir
Функции компиляции и исполнения: eval, execfile, reload, __import__, compile
Функции ввода–вывода: input, raw_input, open
Функции для работы с атрибутами: getattr, setattr, delattr, hasattr
Функции — «украшатели» методов классов: staticmethod, classmethod, property
Прочие функции: buffer, slice
Совет:
Уточнить назначение функции, ее аргументов и результата можно в интерактивной сессии интерпретатора Python:
>>> help(len)
Help on built–in function len:
len(…)
len(object) -> integer
Return the number of items of a sequence or mapping.Или так:
>>> print len.__doc__
len(object) -> integer
Return the number of items of a sequence or mapping.
Функции преобразования типов и классы
Функции и классы из этой категории служат для преобразования типов данных. В старых версиях Python для преобразования к нужному типу использовалась одноименная функция. В новых версиях Python роль таких функций играют имена встроенных классов (однако семантика не изменилась). Для понимания сути достаточно небольшого примера:
Листинг
>>> int(23.5)
23
>>> float('12.345')
12.345000000000001
>>> dict([('a', 2), ('b', 3)])
{'a': 2, 'b': 3}
>>> object
<type 'object'>
>>> class MyObject(object):
… pass
…
Числовые и строковые функции
Функции работают с числовыми или строковыми аргументами. В следующей таблице даны описания этих функций.
abs(x) Модуль числа x. Результат: |x|.
divmod(x, y) Частное и остаток от деления. Результат: (частное, остаток).
pow(x, y[, m]) Возведение x в степень y по модулю m. Результат: x**y % m.
round(n[, z]) Округление чисел до заданного знака после (или до) точки.
ord(s) Функция возвращает код (или Unicode) заданного ей символа в односимвольной строке.
chr(n) Возвращает строку с символом с заданным кодом.
len(s) Возвращает число элементов последовательности или отображения.
oct(n), hex(n) Функции возвращают строку с восьмеричным или шестнадцатеричным представлением целого числа n.
cmp(x, y) Сравнение двух значений. Результат: отрицательный, ноль или положительный, в зависимости от результата сравнения.
unichr(n) Возвращает односимвольную Unicode–строку с символом с кодом n.
unicode(s, [, encoding[, errors]]) Создает Unicode–объект, соответствующий строке s в заданной кодировке encoding. Ошибки кодирования обрабатываются в соответствии с errors, который может принимать значения: 'strict' (строгое преобразование), 'replace' (с заменой несуществующих символов) или 'ignore' (игнорировать несуществующие символы). По умолчанию: encoding='utf–8', errors='strict'.
Следующий пример строит таблицу кодировки кириллических букв в Unicode:
Листинг
print «Таблица Unicode (русские буквы)».center(18*4)
i = 0
for c in «АБВГДЕЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯ»\
«абвгдежзийклмнопрстуфхцчшщъыьэюя»:
u = unicode(c, 'koi8–r')
print "%3i: %1s %s» % (ord(u), c, `u`),
i += 1
if i % 4 == 0:
print
Функции обработки данных
Эти функции подробнее будут рассмотрены в лекции по функциональному программированию. Пример с функциями range() и enumerate():
Листинг
>>> for i, c in enumerate(«ABC»):
… print i, c
…
0 A
1 B
2 C
>>> print range(4, 20, 2)
[4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18]
Функции определения свойств
Эти функции обеспечивают доступ к некоторым встроенным атрибутам объектов и другим свойствам. Следующий пример показывает некоторые из этих функций:
Листинг
>>> s = «abcde»
>>> s1 = «abcde»
