Python 模块,包(详解)

一. 引用变量

引用变量: 值的传递通常可以分为两种方式,一种是值的传递一种是引用地址传递,在Python中一般都是用引用地址传递
变量名和对象: 变量名(如 a)和它指向的对象(如整数 5)是分开的。变量名本身没有存储任何数据,它只是指向数据的一个标签(或者可以说是地址)

python 复制代码
a = 5
print(id(a))

# 输出它的地址:140732632101960(每个人的地址不同)

**变量在内存底层的存储方式:**第一步:在计算机内存中创建一个整型5(它占用了一块内存空间)。第二步:在栈空间声明一个变量"a" 。第三步:把数据10的内存地址赋值给变量a,形成引用关系。

如果我把a=5,再把a赋值给b,b当然也会是5,那b的地址会与a一样吗?

python 复制代码
a=5
b=a
print(id(a))  #140732205462440
print(id(b))  #140732205462440

当然是一样的,因为a赋值给b,赋值的是地址,b引用的也是5的地址。
总结:由以上运⾏结果可知,当我们把⼀个变量赋予给另外⼀个变量时,其两者指向的内存地址相同。 就说明a和b指向了同⼀块内存空间

如果当我把a赋值给了b,然后又将a改变,a和b会有什么样的变化呢?

python 复制代码
a = 5
b = a
a = 5*2

print(a)        #10    
print(id(a))    #140732205462600
print(id(b))    #140732205462440


总结:不可变数据类型(数值)在赋值以后,其中⼀个值的改变不影响另外⼀个变量,因为两者指向空 间地址不同。

二.Python中的可变、非可变类型

Python中的数据类型:数值(int整型,float浮点型),字符型(str),bool型(True,False),元组(),列表[ ] ,字典{ } ,集合{ }
在Python中将其分为两类:可变类型,不可变类型。
**可变类型(内存地址一旦固定,其值是可以发生改变):**列表,字典,集合(数据序列中除了元组其他都能改变)
**不可变类型(内存地址一旦固定,其值就不能发生改变):**数值,字符型,bool类型,元组
现在我们了解了可变类型与不可变类型,但是我们如何区分可变类型与不可变类型呢?
可变类型就是在内存中,其内存地址一旦固定,其变量的值是可以发生改变的

python 复制代码
a = [1, 2, 3]
print(id(a))
# 向内存中追加新数据(对数据进⾏改变只能通过数据类型.⽅法()实现)
a.append(4)
print(id(a))

输出的地址为:

非可变类型就是在内存中,内存地址一旦固定,其变量的值就没办法发生任何改变了

python 复制代码
a = 10
print(id(a))
a = 100
print(id(a))

三.可变类型与非可变类型在函数中的应用

可变类型:

python 复制代码
# 定义⼀个函数
def func(names):
 names.append('赵六')
 
# 定义⼀个全局变量
names = ['张三', '李四', '王五']
# 调⽤函数
func(names)
print(names)


综上所述:可变类型在函数中,如果在全局或局部中对可变类型进⾏增删改操作,其外部和内部都会受到影响。
不可变类型:

python 复制代码
def func(num):
    num += 1
    print(num)


# 定义⼀个全局变量
a = 10
# 调⽤函数
func(a)
# 在全局作⽤域中打印a
print(a)


综上所述:不可变类型在函数中,局部或全局的改变对外部和内部都没有任何影响。

二. lambda表达式

在Python中,函数是⼀个被命名的、独⽴的完成特定功能的⼀段代码,并可能给调⽤它的程序⼀个返回值。

所以在Python中,函数⼤多数是有名函数 => 普通函数。但是有些情况下,我们为了简化程序代码,也可以定义匿名函数 => lambda表达式

注意事项!

lambda 表达式中的表达式只能是单个表达式,不能包含多条语句或复杂的逻辑。如果需要实现复杂的功能,还是应该使用普通的函数定义。

lambda 表达式通常用于定义简单的、一次性使用的函数。对于复杂的、需要重复使用的函数,使用普通函数定义会使代码更易读和维护。
lambda表达式应用场景: 如果⼀个函数有⼀个返回值,并且只有⼀句代码,可以使⽤ lambda简化
lambda表达式基本语法:

python 复制代码
变量 = lambda 函数参数:表达式(函数代码 + return返回值)
# 调⽤变量
变量()

具体用法:

python 复制代码
funs = lambda : 100
print(funs)      #返回funs的地址
print(funs())    #返回funs的数据
# 输出结果:
# <function <lambda> at 0x000002E0C57404A0>
# 100

编写lambda的表达式:

python 复制代码
def fn1():
 return 100
# 调⽤fn1函数
print(fn1) # 返回fn1函数在内存中的地址
print(fn1()) # 代表找到fn1函数的地址并⽴即执⾏

使用lambda表达式进行简化:

python 复制代码
fn2 = lambda : 100
print(fn2) # 返回fn2在内存中的地址
print(fn2())

lambda表达式相关应用

一.带参数的lanbda表达式

python 复制代码
# 带参数的lambda
dii = lambda x,y : x*y
print(dii)
print(dii(2,4))

二.带默认参数的lanbda表达式

python 复制代码
# lambda表达式的默认参数
fn = lambda a, b, c=100 : a + b + c
print(fn(10, 20))
python 复制代码
# 带判断的lambda
ft = lambda a,b,c=100:a+b+c if a%2==0 and b%2==0 and c%2==0 else print('错误')
print(fn(10,20))

三.不定长参数:可变参数*arg

python 复制代码
fn1 = lambda *args : args
print(fn1(10, 20, 30))

四.不定长参数:可变参数*kwargs

python 复制代码
# 关键字参数lambda
ke = lambda **kel:print(kel)
res=ke(name='John', age=45)
print(res)

五.带if判断(三目运算符)的lambda表达式

python 复制代码
fn = lambda a, b : a if a > b else b
print(fn(10, 20))

列表数据+字典数据排序(重点)
知识点:列表.sort(key=排序的key索引, reverse=True)

python 复制代码
# 利用sort和lambda对数据排列
people = [{'name': 'John', 'age': 45},
          {'name': 'Diana', 'age': 32},
          {'name': 'Zoe', 'age': 25}
          ]
# 升序
people.sort(key=lambda x:x['name'])
print(people)
people.sort(key=lambda y:y['age'])
print(people)

三. Python内置模块

Python 内置模块是 Python 标准库的一部分,它们随 Python 解释器一起安装,无需额外安装即可直接使用,为开发者提供了丰富的功能和工具
模块的分类: 在Python中模块通常可以分为两⼤类,内置模块(目前使⽤的) 和 自定义模块

模块的导入方式:

一:import 模块名
二:import 模块名 as 别名
三:from 模块名 import *
四:from 模块名 import 功能名

一:使用import 模块名

基本语法:

python 复制代码
import 模块名称
或
import 模块名称1, 模块名称2, ...

然后可以使用模块中封装好的方向:

python 复制代码
模块名称.⽅法() 

使用案例:

python 复制代码
import math           #调用mata
print(math.sqrt(8))   #使用mata模块中的sqrt方法
二:import 模块名 as 别名
在有些情况下,如导入的模块名称过长,建议使用as关键字对其重命名操作,以后在调用这个模块时,我们就可以使用别名进行操作。

案例:

python 复制代码
import random as rnd    #调用random将它重命名变成rnd
print(rnd.random())

三:from 模块名 import *
import代表导入某个或多个模块中的所有功能,但是有些情况下,我们只希望使用这个模块下的某 些方法,而不需要全部导入。这个时候就建议采用from 模块名 import 功能名

python 复制代码
from math import sqrt
print(sqrt(18))

四:from 模块名 import 功能名
这个导入方式代表导入这个模块的所有功能(等价于import 模块名)

python 复制代码
from math import *
print(sqrt(57))

sleep()和 time()

time.sleep()是 Python 中time模块的一个重要函数,用于控制程序的执行流程,实现线程的暂停或休眠。以下是对它的详细介绍:

sleep()作用:

控制执行节奏 :在一些需要按照特定时间间隔执行任务的场景中,time.sleep()可以让程序暂停一段时间,然后再继续执行,从而实现定时执行的效果。例如,在一个循环中每隔一定时间执行一次某个操作。

模拟等待场景:在模拟一些需要等待的情况时非常有用,比如模拟网络请求的等待时间、模拟设备的响应时间等。

sleep()语法及参数

语法time.sleep(seconds)

参数说明seconds是一个必需参数,用于指定线程休眠的时间,单位为秒。它可以是整数或浮点数。如果seconds为 0,线程将暂时放弃执行,允许其他线程执行,但具体的休眠时间可能会因操作系统和其他因素而有所不同。

案例:使用sleep方式做出一个倒计时!

python 复制代码
import time


def countdown(seconds):
    while seconds > 0:
        print(f"倒计时: {seconds} 秒")
        time.sleep(1)
        seconds -= 1
    print("倒计时结束!")


# 设置倒计时的总秒数
countdown_time = 10
countdown(countdown_time)
time.time()的作用:

time.time()是 Python 中time模块的一个重要函数,用于获取当前时间的时间戳。以下是对它的详细介绍:

功能:

获取时间戳:time.time()的主要功能是返回从 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 UTC(协调世界时)到当前时刻所经过的秒数,这个数值就是时间戳。它是一个浮点数,包含了整数部分和小数部分,整数部分表示从 1970 年到现在的整秒数,小数部分表示不足一秒的剩余时间。

精确计时:由于时间戳能够精确到秒甚至更高的精度(取决于系统时钟的精度),因此可以用于精确测量代码的执行时间。通过在代码片段的开始和结束处分别调用time.time(),计算两个时间戳的差值,就能得到代码执行所花费的时间,这对于性能分析和优化非常有帮助。

语法及返回值:

语法time.time(),该函数没有参数,直接调用即可返回当前时间的时间戳。

返回值 :返回一个浮点数,表示从 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 UTC 到调用time.time()函数时的时间间隔,单位是秒。
案例:统计一个函数花费的时间

python 复制代码
import time
kaishi = time.time()  # 开始时间

num=0
for i in range(100000):
    num = num + i
    # print(num)

jieshu = time.time()  #结束时间

print('结束时间-开始时间为:',jieshu - kaishi)

四. Python中的自定义模块

在python中有系统给的内置系统模块,当然也有自定义模块
模块的本质:在Python中,模块的本质就是⼀个Python的独⽴⽂件(后缀名.py),⾥⾯可以包含 全局变量、函数以及类。
注:在Python中,每个Python文件都可以作为⼀个模块,模块的名字就是文件的名字 。也就是说自定义模块名必须要符合标识符命名规则。
特别注意:我们在自定义模块时,模块名称不能为中文,另外我们自定义的模块名称不能和系统中自带的模块名称相冲突,否则系统模块的功能将无法使用。比如不能定义一个叫做os.py模块
自定义一个模块: 在Python项⽬中创建⼀个自定义文件,在文件中创建函数,在原文件中导入自定义模块。

python 复制代码
def sum_num(num1, num2):
 return num1 + num2
python 复制代码
import 模块名称
或
from 模块名称 import 功能名
python 复制代码
# 调⽤my_module1模块中⾃定义的sum_num⽅法
print(my_module1.sum_num(10, 20))

自定义模块中的功能测试:

在我们编写完自定义模块以后,最好在模块中对代码进行提前测试,以防止有任何异常。
测试需求:
① 要求我们可以直接在模块文件中对代码进行直接测试
② 代码测试完毕后,当导入到其他文件时,测试代码要自动失效
引入一个魔术变量: name ,其保存的内容就是⼀个 字符串类型的数据。
随着运行页面的不同,其返回结果也是不同的:
① 如果 name 是在当前页面运行时,其返回结果为 main
② 如果 name 在第三方页面导入运行时,其返回结果为模块名称(文件名称)
基于以上特性,我们可以把 name 编写在自定义模块中,其语法如下:

name 魔术方法除了可以在自定义模块中测试使⽤,还可以用于编写程序的人口:
Python程序⼀般都是从入口开始执行的:

python 复制代码
# 定义⼀个main⽅法(⼊⼝⽂件)
def main():
 # 执⾏我们要执⾏的功能
 # ① 打印选择菜单
 # ② 添加学员信息
 # ③ 删除学员信息
 # ...
 
# 调⽤执⾏⼊⼝
if __name__ == '__main__':
 main()

模块的命名:
注意!模块的命名:在实际项目开发中,一定要特别注意:我们自定义的模块名称一定不能和系统内置的模块名称相同,否则会导致代码无法正常执行。

五. Python中的Package包

包将有联系的模块组织在一起,即放到同一个文件夹下,并且在这个文件夹创建一个名字为 _init _.py 文件,那么这个文件夹就称之为包。(工具包)
这样就是一个包 里面存放着一些模块
包的制作:

所有的包文件中都会默认自带一个 _init _.py 文件

在包的文件中创建多个模块:

python 复制代码
print('my_module1')
def func1():
 print('mypackage包中的my_module1模块的func1⽅法')
python 复制代码
print('my_module2')
def func2():
 print('mypackage包中的my_module2模块的func2⽅法')

可以在其他的项目中使用模块:

使用import调用包,模块:

python 复制代码
import mokuai               #import 包名.模块名
print(mokuai.mum(1,2))
# 调⽤模块中的⽅法
包名.模块名.⽅法名()

使用form调用包,模块:

python 复制代码
from bao_mokuai12_24.mokuai import mum
print(mum(3,5))

注意:必须在 init.py 文件中添加 all = [ ] ,控制允许导入的模块列表。这种方式, 只能针对from 包名 import *有效!

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