Оператор from ... import ...

Чтобы импортировать переменную argv прямо в программу и не писать всякий раз sys. при обращении к ней, можно воспользоваться выражением “from sys import argv”.

Для импорта всех имён, использующихся в модуле sys, можно выполнить команду “from sys import *”. Это работает для любых модулей.

В общем случае вам следует избегать использования этого оператора и использовать вместо этого оператор import, чтобы предотвратить конфликты имён и не затруднять чтение программы.

Пример:

from math import *
n = int(input("Введите диапазон:- "))
p = [2, 3]
count = 2
a = 5
while (count < n):
b=0
for i in range(2,a):
if ( i <= sqrt(a)):
if (a % i == 0):
print(a,"непростое")
b = 1
else:
pass

if (b != 1):
print(a,"простое")
p = p + [a]
count = count + 1
a = a + 2
print(p)

Имя модуля – __name__

У каждого модуля есть имя, и команды в модуле могут узнать имя их модуля. Это полезно, когда нужно знать, запущен ли модуль как самостоятельная программа или импортирован. Как уже упоминалось выше, когда модуль импортируется впервые, содержащийся в нём код исполняется. Мы можем воспользоваться этим для того, чтобы заставить модуль вести себя по-разному в зависимости от того, используется ли он сам по себе или импортируется в другую программу. Этого можно достичь с применением атрибута модуля под названием __name__.

Пример: (сохраните как using_name.py)

if __name__ == '__main__':
print('Эта программа запущена сама по себе.')
else:
print('Меня импортировали в другой модуль.')

Вывод:

$ python3 using_name.py
Эта программа запущена сама по себе.

$ python3
>>> import using_name
Меня импортировали в другой модуль.
>>>

Как это работает:

В каждом модуле Python определено его имя – __name__[5] . Если оно равно '__main__', это означает, что модуль запущен самостоятельно пользователем, и мы можем выполнить соответствующие действия.

Создание собственных модулей

Создать собственный модуль очень легко. Да вы всё время делали это! Ведь каждая программа на Python также является и модулем. Необходимо лишь убедиться, что у неё установлено расширение .py. Следующий пример объяснит это.

Пример: (сохраните как mymodule.py)

def sayhi():
print('Привет! Это говорит мой модуль.')

__version__ = '0.1'

# Конец модуля mymodule.py

Выше приведён простой модуль. Как видно, в нём нет ничего особенного по сравнению с обычной программой на Python. Далее посмотрим, как использовать этот модуль в других наших программах.

Помните, что модуль должен находиться либо в том же каталоге, что и программа, в которую мы импортируем его, либо в одном из каталогов, указанных в sys.path.

Ещё один модуль (сохраните как mymodule_demo.py):

import mymodule

mymodule.sayhi()
print ('Версия', mymodule.__version__)

Вывод:

$ python mymodule_demo.py
Привет! Это говорит мой модуль.
Версия 0.1

Как это работает:

Обратите внимание, что мы используем всё то же обозначение точкой для доступа к элементам модуля. Python повсеместно использует одно и то же обозначение точкой, придавая ему таким образом характерный “Python-овый” вид и не вынуждая нас изучать всё новые и новые способы делать что-либо.

Вот версия, использующая синтаксис from..import (сохраните как mymodule_demo2.py):

from mymodule import sayhi, __version__

sayhi()
print('Версия', __version__)

Вывод: mymodule_demo2.py такой же, как и mymodule_demo.py.

Обратите внимание, что если в модуле, импортирующем данный модуль, уже было объявлено имя __version__, возникнет конфликт. Это весьма вероятно, так как объявлять версию любого модуля при помощи этого имени – общепринятая практика. Поэтому всегда рекомендуется отдавать предпочтение оператору import, хотя это и сделает вашу программу немного длиннее.

Вы могли бы также использовать:

from mymodule import *

Это импортирует все публичные имена, такие как sayhi, но не импортирует __version__, потому что оно начинается с двойного подчёркивания

Дзэн Python Одним из руководящих принципов в Python является “Явное лучше Неявного”. Выполните команду “import this”, чтобы узнать больше, а также просмотрите это обсуждение, в котором приводятся примеры по каждому из принципов.

Функция dir

Встроенная функция dir() возвращает список имён, определяемых объектом. Например, для модуля в этот список входят функции, классы и переменные, определённые в этом модуле.

Эта функция может принимать аргументы. Если в качестве аргумента указано имя модуля, она возвращает список имён, определённых в этом модуле. Если никакого аргумента не передавать, она вернёт список имён, определённых в текущем модуле.

Пример:

$ python3

>>> import sys # получим список атрибутов модуля 'sys'

>>> dir(sys)
['__displayhook__', '__doc__', '__excepthook__', '__name__', '__package__', '__s
tderr__', '__stdin__', '__stdout__', '_clear_type_cache', '_compact_freelists',
'_current_frames', '_getframe', 'api_version', 'argv', 'builtin_module_names', '
byteorder', 'call_tracing', 'callstats', 'copyright', 'displayhook', 'dllhandle'
, 'dont_write_bytecode', 'exc_info', 'excepthook', 'exec_prefix', 'executable',
'exit', 'flags', 'float_info', 'getcheckinterval', 'getdefaultencoding', 'getfil
esystemencoding', 'getprofile', 'getrecursionlimit', 'getrefcount', 'getsizeof',
'gettrace', 'getwindowsversion', 'hexversion', 'intern', 'maxsize', 'maxunicode
', 'meta_path', 'modules', 'path', 'path_hooks', 'path_importer_cache', 'platfor
m', 'prefix', 'ps1', 'ps2', 'setcheckinterval', 'setprofile', 'setrecursionlimit
', 'settrace', 'stderr', 'stdin', 'stdout', 'subversion', 'version', 'version_in
fo', 'warnoptions', 'winver']

>>> dir() # получим список атрибутов текущего модуля
['__builtins__', '__doc__', '__name__', '__package__', 'sys']

>>> a = 5 # создадим новую переменную 'a'

>>> dir()
['__builtins__', '__doc__', '__name__', '__package__', 'a', 'sys']

>>> del a # удалим имя 'a'

>>> dir()
['__builtins__', '__doc__', '__name__', '__package__', 'sys']

>>>

Как это работает:

Сперва мы видим результат применения dir к импортированному модулю sys. Видим огромный список атрибутов, содержащихся в нём.

Затем мы вызываем функцию dir, не передавая ей параметров. По умолчанию, она возвращает список атрибутов текущего модуля. Обратите внимание, что список импортированных модулей также входит туда.

Чтобы пронаблюдать за действием dir, мы определяем новую переменную a и присваиваем ей значение, а затем снова вызываем dir. Видим, что в полученном списке появилось дополнительное значение. Удалим переменную/атрибут из текущего модуля при помощи оператора del, и изменения вновь отобразятся на выводе функции dir.

Замечание по поводу del: этот оператор используется для удаления переменной/имени, и после его выполнения, в данном случае – del a, к переменной a больше невозможно обратиться – её как будто никогда и не было.

Обратите внимание, что функция dir() работает для любого объекта. Например, выполните “dir('print')”, чтобы увидеть атрибуты функции print, или “dir(str)”, чтобы увидеть атрибуты класса str.

Пакеты

К настоящему времени вы, вероятно, начали наблюдать некоторую иерархию в организации ваших программ. Переменные обычно находятся в функциях. Функции и глобальные переменные обычно находятся в модулях. А что, если возникнет необходимость как-то организовать модули? Вот здесь-то и выходят на сцену пакеты.

Пакеты – это просто каталоги с модулями и специальным файлом __init__.py, который показывает Python, что этот каталог особый, так как содержит модули Python.

Представим, что мы хотим создать пакет под названием “world” с субпакетами “asia”, “africa” и т.д., которые, в свою очередь, будут содержать модули “india”, “madagascar” и т.д.

Для этого следовало бы создать следующую структуру каталогов:

| - <некоторый каталог из sys.path>/
| |---- world/
| |---- __init__.py
| |---- asia/
| | |---- __init__.py
| | |---- india/
| | |---- __init__.py
| | |---- foo.py
| |---- africa/
| |---- __init__.py
| |---- madagascar/
| |---- __init__.py
| |---- bar.py

Пакеты – это удобный способ иерархически организовать модули. Такое часто встречается в стандартной библиотеке.

Резюме

Точно так же, как функции являются многократно используемыми фрагментами программ, модули являются многократно используемыми программами. Пакеты – это способ иерархической организации модулей. Стандартная библиотека Python является примером такого набора пакетов и модулей.

Мы увидели, как пользоваться этими модулями и создавать свои.

Далее мы познакомимся с некоторыми интересными концепциями, называемыми “структуры данных”.

Примечания

[1] Инициализация – ряд действий, производимых при начальной загрузке (прим. перев.)
[2] IDE – от англ. “Integrated Development Environment” – “интегрированная среда разработки” (прим. перев.)
[3] “we are arguments” – англ. “мы аргументы” (прим. перев.)
[4] Программу на интерпретируемом языке программирования также называют сценарием или скриптом (прим. перев.)
[5] name - англ. “имя” (прим. перев.)

➿ ГЛАВА VI
СТРУКТУРЫ ДАННЫХ

Структуры данных

Структуры данных – это, по сути, и есть структуры, которые могут хранить некоторые данные вместе. Другими словами, они используются для хранения связанных данных.

В Python существуют четыре встроенных структуры данных: список, кортеж, словарь и множество. Посмотрим, как ими пользоваться, и как они могут облегчить нам жизнь.

Список

Список[1] – это структура данных, которая содержит упорядоченный набор элементов, т.е. хранит последовательность элементов. Это легко представить, если вспомнить список покупок, в котором перечисляется, что нужно купить, с тем лишь исключением, что в списке покупок каждый элемент обычно размещается на отдельной строке, тогда как в Python они разделяются запятыми.

Список элементов должен быть заключён в квадратные скобки, чтобы Python понял, что это список. Как только список создан, можно добавлять, удалять или искать элементы в нём. Поскольку элементы можно добавлять и удалять, мы говорим, что список – это изменяемый тип данных, т.е. его можно модифицировать.

Краткое введение в объекты и классы

Хотя я и старался до сих пор оттянуть обсуждение объектов и классов, на данном этапе всё же необходимо некоторое пояснение, чтобы вы лучше поняли идею списков. Мы изучим эту тему детально в её собственной главе.

Список – это один из примеров использования объектов и классов. Когда мы назначаем некоторой переменной i значение, скажем, целое число 5, это можно представить себе как создание объекта (т.е. экземпляра) i класса (т.е. типа) int. Чтобы лучше понять это, прочитайте help(int).

Класс может также иметь методы, т.е. функции, определённые для использования только применительно к данному классу. Этот функционал будет доступен только когда имеется объект данного класса. Например, Python предоставляет метод append для класса list, который позволяет добавлять элемент к концу списка. Так mylist.append('and item') добавит эту строку к списку mylist. Обратите внимание на обозначение точкой для доступа к методам объектов.

Класс также может иметь поля, которые представляют собой не что иное, как переменные, определённые для использования только применительно к данному классу. Эти переменные/имена можно использовать только тогда, когда имеется объект этого класса. Доступ к полям также осуществляется при помощи точки. Например, mylist.field.

Пример: (сохраните как using_list.py)

# Это мой список покупок
shoplist = ['яблоки', 'манго', 'морковь', 'бананы']

print('Я должен сделать', len(shoplist), 'покупки.')

print('Покупки:', end=' ')
for item in shoplist:
print(item, end=' ')

print('\nТакже нужно купить риса.')
shoplist.append('рис')
print('Теперь мой список покупок таков:', shoplist)

print('Отсортирую-ка я свой список')
shoplist.sort()
print('Отсортированный список покупок выглядит так:', shoplist)

print('Первое, что мне нужно купить, это', shoplist[0])
olditem = shoplist[0]
del shoplist[0]
print('Я купил', olditem)
print('Теперь мой список покупок:', shoplist)

Вывод:

$ python3 using_list.py
Я должен сделать 4 покупки.

Покупки: яблоки манго морковь бананы
Также нужно купить риса.
Теперь мой список покупок таков: ['яблоки', 'манго', 'морковь', 'бананы', 'рис']
Отсортирую-ка я свой список
Отсортированный список покупок выглядит так: ['бананы', 'манго', 'морковь', 'рис', 'яблоки']
Первое, что мне нужно купить, это бананы
Я купил бананы
Теперь мой список покупок: ['манго', 'морковь', 'рис', 'яблоки']

Как это работает:

Переменная shoplist – это список покупок человека, идущего на рынок. В shoplist мы храним только строки с названиями того, что нужно купить, однако в список можно добавлять любые объекты, включая числа или даже другие списки.

Мы также использовали цикл for..in для итерации по элементам списка. Вы уже, наверное, поняли, что список является также и последовательностью. Особенности последовательностей будут рассмотрены ниже.

Обратите внимание на использование ключевого аргумента end в функции print, который показывает, что мы хотим закончить вывод пробелом вместо обычного перевода строки.

Далее мы добавляем элемент к списку при помощи append – метода объекта списка, который уже обсуждался ранее. Затем мы проверяем, действительно ли элемент был добавлен к списку, выводя содержимое списка на экран при помощи простой передачи этого списка функции print, которая аккуратно его печатает.

Затем мы сортируем список, используя метод sort объекта списка. Имейте в виду, что этот метод действует на сам список, а не возвращает изменённую его версию. В этом отличие от того, как происходит работа со строками. Именно это имеется в виду, когда мы говорим, что списки изменяемы, а строки – неизменяемы.

Далее после совершения покупки мы хотим удалить её из списка. Это достигается применением оператора del. Мы указываем, какой элемент списка мы хотим удалить, и оператор del удаляет его. Мы указываем, что хотим удалить первый элемент списка, и поэтому пишем “del shoplist[0]” (помните, что Python начинает отсчёт с 0).


Чтобы узнать более детально обо всех методах объекта списка, просмотрите help(list).