模块和库的导入
知识点回顾:
导入官方库的三种手段
导入自定义库/模块的方式
导入库/模块的核心逻辑:找到根目录(python解释器的目录和终端的目录不一致)
作业:自己新建几个不同路径文件尝试下如何导入
一、导入官方库
我们复盘下学习pythoni的逻辑,所谓学习oython就是学习python常见的基础语法+学习你所处理任务需要用到的第三方库
所以你用到什么学什么库即可。学习python本身就是个伪命题,就像你说学习科目一样,你没说清晰你学习的具体科目是什么,也没说学这个科目的哪些章节,毕竟每个科目都很大--要有以终为始的思想。
所以我们这个训练营,正确的说法是:学习借助pythob掌握深度学习和机器学习所必备的基础知识和相关工具。
1.1标准导入:导入整个库
这是最基本也是最常见的导入方式,直接使用import语句。
# 方式1:导入整个模块
import math
print("方式1:使用 import math")
print(f"圆周率π的值:{math.pi}")
print(f"2的平方根:{math.sqrt(2)}\n")
1.2从库中导入特定项
当使用fro语法从库中导入特定的函数或类时,这些函数或类就可以在您的代码中直接使用,不需要添加模块名作为前缀。因为在导入时没有包括模块的完整路径,前面也不能加上库名。
# 方式2:导入特定的函数或变量
from math import pi, sqrt
print("方式2:使用 from math import pi, sqrt")
print(f"圆周率π的值:{pi}")
print(f"2的平方根:{sqrt(2)}\n")
类似的写法,如sklearn库很大,直接导入sklearn)库会占用电脑大量内存,所以一般只导入你需要的库,
如:from sklearn.model_selection import train_test_split
1.3非标准导入:导入整个库
如下,●这将导入math模块中定义的所有公开函数和变量。●和上述from同理,直接
调用sin()、cos()等,而无需math.前缀。
虽然import math和from math import*看起来都是导入了math模块,但它们在导入方式、作用域处理以及对命名空间的影响上有重要的区别。
命名空间的污染:import math:这种方法会将整个math模块导入到命名空间中,但是需要使用math.前缀来访问模块内的函数或变量。这种方式保持了命名空间的整洁,因为所有的math函数和变量都包含在math这个模块对象中。from math import*:这种方法将math模块中的所有公开的函数和变量导入到当前的命名空间中,可以直接使用这些函数和变量而无需math.前缀。这种方式可能会导致命名空间污染,特别是当有多个模块都被这样导入时,很容易发生命名冲突。
明确性和可维护性import math:明确指出了函数和变量来源于math模块,这对代码的可读性和维护性都是有益的。其他阅读你代码的人可以清楚地看到每个函数的来源,这对大型项目和团队合作尤为重要。from math import虽然代码看起来更简洁,但这种方法减少了代码的明确性。如果没有足够的上下文,很难判断一个特定的函数是来自math模块还是其他模块,尤其是当你导入了多个模块时。
from math import *
print(f"圆周率π的值:{pi}")
print(f"2的平方根:{sqrt(2)}")
上述这些,如果是oython内置库,可以直接导入,大部分第三方库都需要先用pip来安装。下面的模块,也就是py文件,是不需要安装即可调用的。
模块、包的定义
模块(Module)
本质:以.py结尾的单个文件,包含Python代码(函数、类、变量等)。
作用:将代码拆分到不同文件中,避免代码冗余,方便复用和维护。
包(Package)
在Python里,包就是库
本质:有层次的文件目录结构(即文件夹),用于组织多个模块和子包。
核心特征:包的根目录下必须包含一个__init__.py文件(可以为空),用于标识该目录是一个包。
使用案例
若编写一个计算圆面积的代码并保存为circle.py,这个文件就是一个模块。
使用时通过import circle导入模块,调用其中的函数(如circle.calculate_area(5))。
# circle.py
import math
def calculate_area(radius):
return math.pi * radius ** 2
IDE(如VSCode或PyCharm)通常会将你打开的项目文件夹设为"根目录"(或者说,运行时的工作目录)。Python在导入模块时,会从这个根目录(以及其他一些标准位置和脚本所在的目录)开始查找。
场景1:main.py和circle.py都在同一目录
main.py内容:
运行方案:直接在终端Python main.py
这里的终端可以通过左上角的查看-终端打卡,默认的路径是你的项目根目录。
场景2:main.py和circle.py都在根目录的子目录model/下
model/main.py内容:
运行方案:
运行命令:python model/main.py
进入路径:cdxxx (main的相对路径),然后执行python main.py(注意如果先cd后,就不能采用第一个命令了)
场景3:main.py在根目录,circle.py在子目录model/下
main.py内容:
运行方案:直接在终端python main.py
场景3
运行方式python-m model.main
如果直接使用Python model/main.py,会报错,当使用python-m model.,main时,Python会将当前目录(即项目根目录)添加到sys.path的开头。
三、源代码的查看
如果第三方库是纯oython写的,往往在函数上按住ctrl即可进入函数内部查看源代码。但是很多第三方库为了性能,底层是用其他语言写的,这里我们计算机视觉库OpenCV:为例。OpenCV核心是用C++编写的(C++可以显著提高性能),但它通过Python等其他语言的接口(bindings)使得这些功能可以在Python环境中被调用。这些接口是通过一种叫做Python/C API的技术实现的,其中C++的功能被封装成Python模块,使得Python,用户可以像使用纯Python编写的库一样使用OpenCV。OpenCV的核心是用C++编写,并且已经编译成二进制文件,编译后的二进制文件可以在不同操作系统上运行,Python中的用户通常不能直接看到方法的源代码。
二进制文件是机器语言,处理器可以直接理解和执行无需翻译,二进制语言反汇编是很困难的,用二进制语言除了效果好外,也是让用户无法看到源代码,保护了自己的知识产权。
这意味着:●二进制文件dll文件:当你在Pythont中导入OpenCV库(通import cv2),你实际上是在调用预先编译好的二进制文件。这些文件包含了实现OpenCV功能的可执行代码,而非人类可读的源代码。●接口封装:用户只能看到Python函数和对象的接口(即函数的定义,不包括实现的细节)。这也意味着无法从利用ctrl跳转到函数内部,pycharm的debugger功能同理也无法看到内部结构。●文档和源代码:尽管在Python中不能直接看到C++的源代码实现,用户可以参考官方文档来了解各个函数和方法的用法。如果需要查看实现细节,可以访问OpenCV的GitHub仓库查看C++源代码。
这就需要我们养成看文档的能力,文档就是以终为始思想的体现。文档就是api使用说明书,可能你日常买东西都不喜欢看使用说明书,但是在代码学习中,这一步是绕不开的。你会发现很多B站视频的教学,其实远不如文档说明书细致。
@浙大疏锦行