Импорт модулей в Python 3: Полное руководство

Введение

Большинство из нас знакомы с Python как с языком программирования. Одно из преимуществ Python 3 — это огромное количество встроенных функций которые он предлагает. Вы получаете доступ к этим функциям, когда используете Python 3 для написания различных типов кода. Прежде чем мы начнем, ознакомьтесь с нашим руководством по установке Python 3 и настройке локальной среды программирования на Ubuntu 16.04. Теперь давайте рассмотрим некоторые полезные функции Python:

• print(): Эта функция позволяет выводить на экран выражения.
• abs(): С помощью этой функции вы можете получить абсолютное значение любого числа.
• int(): Она позволяет преобразовать любой заданный тип данных в целое число.
• len(): Она показывает длину любой последовательности или коллекции.

Достаточно ли встроенных функций?

К сожалению, одних лишь встроенных функций недостаточно. При программировании на Python 3 вам может потребоваться больше возможностей. Вы не хотите ограничиваться только стандартными функциями программы. Вот тут-то и приходят на помощь модули.

Что такое модули?

Модули позволяют создавать более сложные программы. Они расширяют ваши возможности и дают больше пространства для работы. Модули обычно состоят из файлов Python .py . Каждый из этих файлов содержит фрагменты кода Python. Вы можете ссылаться на любой файл Python как на модуль. Используя эти модули, вы можете делать самые разные вещи. Например, вы можете определять функции, классы, а также переменные. Вы можете ссылаться на них в других файлах Python .py или через интерпретатор командной строки.

Допустим, у вас есть файл Python под названием hello.py. Имя модуля этого файла — hello. Вы можете легко импортировать этот модуль в другие файлы Python. Вы также можете использовать его в интерпретаторе командной строки Python. Импорт модулей в различные файлы осуществляется с помощью инструкции import. Когда вы импортируете модуль, вы, по сути, выполняете код внутри этого модуля. Вы делаете определения в модуле доступными для использования в текущем файле.

В этом подробном руководстве мы расскажем о том, как проверять наличие и устанавливать модули в Python 3. Мы также поговорим о том, как импортировать модули и создавать для них псевдонимы.

Как проверить наличие модулей?

Как мы уже упоминали ранее, в Python 3 есть несколько встроенных модулей. Их можно найти в стандартной библиотеке Python (Python Standard Library). Эта библиотека содержит несколько стандартных модулей, которые выполняют некоторые базовые системные функции и решения. Это стандартная возможность, которую вы получаете при установке Python.

Если вам нужно проверить, готовы ли эти модули к использованию, вам нужно ввести команду. Вам потребуется войти либо в локальную среду программирования Python 3, либо в серверную среду программирования. Затем вам нужно будет запустить интерпретатор Python в командной строке. Это будет выглядеть примерно так:

Теперь вы можете запустить инструкцию import. Это подтвердит, что модуль может быть вызван, когда вам это необходимо. Допустим, вы запускаете команду с модулем math:

Модуль math является встроенным модулем в Python. Это означает, что интерпретатор выполнит задачу без какого-либо вывода. Он вернет вас к строке ввода. Вы можете сразу же начать использовать модуль без каких-либо дополнительных действий.

Как устанавливать модули?

С другой стороны, допустим, вы хотите запустить модуль, который не установлен. В нашем примере мы рассмотрим библиотеку для построения 2D-графиков matplotlib. Вот как вы можете запустить инструкцию import с таким модулем:

Если вы не установили этот модуль, вы получите следующую ошибку:

Чтобы это заработало, вам нужно сначала деактивировать интерпретатор Python. Вы можете сделать это с помощью CTRL + D. Затем вам нужно установить matplotlib с помощью pip:

Теперь вы сможете успешно импортировать matplotlib в интерпретаторе с помощью команды import matplotlib. На этот раз она не вернет ошибку.

Как импортировать модули?

Давайте разберем, как импортировать модули. Чтобы использовать его функции, вам нужно импортировать модуль с помощью import . Оператор состоит из ключевого слова import в сочетании с именем модуля. Имя модуля обычно указывается в самом начале кода в файле Python.

Например, если вы рассматриваете файл Python с именем my_rand_int.py, вы импортируете модуль random, чтобы генерировать случайные числа:

Вам придется обращаться к функции через точечную нотацию. Это будет выглядеть примерно так: [module].[function]. По сути, это означает, что вы можете использовать модуль как отдельное пространство имен в текущем файле.

Продолжая работу с модулем, давайте рассмотрим некоторые функции:

• random.randint(): Эта функция возвращает случайное целое число.
• random.randrange(): Эта функция возвращает случайный элемент из заданного диапазона. Давайте посмотрим, как можно создать цикл for. Мы будем вызывать одну из функций модуля random в нашей текущей программе, которая называется my_rand_int.py:

Программа импортирует модуль, а затем перейдет к циклу for . Как видите, цикл будет работать с 10 элементами. Программа выведет случайное целое число в диапазоне от 1 до 25 включительно. Это означает, что целые числа 1 и 25 являются параметрами random.randint().

Теперь, когда вы запустите программу с помощью python my_rand_int.py, вы получите 10 случайных целых чисел в выводе, например так:

Поскольку мы использовали модуль random, каждый раз вы будете получать новые целые числа. Однако они не будут больше 25 или меньше 1. Иногда вы также можете использовать несколько import операторов одновременно, например так:

Мы будем использовать наш дополнительный модуль, добавив pi из math в программу. Мы также уменьшим количество случайных целых чисел:

Теперь наш вывод будет выглядеть так:

У нас есть пять случайных целых чисел и приближенное значение числа пи.

Как использовать from….import?

Помимо import, еще одна инструкция, о которой вам следует знать, — это from … import. Это полезно, когда вы не хотите обращаться к своим функциям через точечную нотацию. Таким образом, вы можете вызывать функции по имени и указывать ссылки напрямую. В этом примере мы импортируем функцию randint() из модуля random :

Мы напрямую указываем функцию, которую хотим вызвать. Даже в нашей программе нам нужно лишь указать имя функции без точечной нотации:

Вывод будет таким же, как вы видели выше. Разница в том, что теперь вы можете полностью избежать использования точечной нотации.

Как создавать псевдонимы для модулей?

Вам также следует ознакомиться с ключевым словом as . С помощью этого ключевого слова вы можете изменять имена модулей и их функций. Это может понадобиться, если у вас есть существующий или только что импортированный модуль с таким же именем. Инструкция для создания псевдонимов модулей будет выглядеть следующим образом:

В нашем примере мы изменим имя модуля math. Мы сократим его и заменим на m. Программа будет выглядеть так:

Как видите, вместо обращения к pi как math.pi, мы вызываем его как m.pi.

. Некоторые модули имеют официальные псевдонимы. Это связано с тем, что люди очень часто используют псевдонимы вместо их настоящих имен. Рассмотрим модуль matplotlib.pyplot. В официальной документации его псевдонимом является plt. Вы можете создать псевдоним следующим образом:

Заключение

Возможность добавлять и импортировать модули действительно расширяет мир программирования на Python. Это позволяет вам выйти за рамки встроенных функций. Вы можете одновременно использовать как стандартные модули Python, так и те, которые вы устанавливаете с помощью pip. Обязательно используйте эту возможность при создании чего-то более сложного или изысканного. Это облегчает вашу работу, дает простор для творчества и помогает создавать надежные программы.

Наконец, вот еще несколько ресурсов из нашего блога, которые помогут вам в дальнейшем использовании Python:

• • Минутные данные NASDAQ с использованием Python
  • Извлечение данных Twitter с использованием Python
  • Циклы в Python 3: использование инструкций Break, Continue и Pass
  • Python 3: руководство по преобразованию типов данных

Приятного программирования!