Python學習筆記(六)Python盒子:模塊,包和程序

關于獨立的程序:

我們可以將編寫的代碼放到一個文本里,并將文件名命名為xxx.py的形式。如果想要運行程序,直接在終端或者命令終端輸入 python xxx.py。


命令行參數

我們編寫文件test.py,包含下面兩行代碼:
import sys print('Program arguments:', sys.argv)
下面是我們在shell環境下運行這段程序:
python test.py ('Program arguments:', ['test.py']) python test.py rtcfvgbh fgh ('Program arguments:', ['test.py', 'rtcfvgbh', 'fgh'])


模塊和import語句

一個模塊僅僅是Python代碼的一個文件,是一個不帶.py擴展的文件的文件名。引用其他模塊的代碼時使用import語句,被引用模塊種的代碼和變量對該程序可見。

導入模塊

下面是一個小栗子,主程序輸出報告,一個單獨的具有單個函數額度模塊返回天氣的描述。
主程序:命名為weatherman.py
import report description=report.get_description() print("Today's weather:", description)
天氣模塊的代碼:
def get_description(): """Return random weather, just like the pros""" from random import choice possibilities = ['rain', 'snow', 'sleet', 'fog', 'sun', 'who knows'] return choice(possibilities)
我們在兩個不同的地方使用了 import:

  • 主程序 weatherman.py 導入模塊 report;
  • 在模塊文件 report.py 中,函數get_description() 從 Python 標準模塊 random 導入函數 choice。
    我們以兩種不同的方式使用了 import:
  • 主程序調用 import report,然后運行 report.get_description();
  • report.py 中 的 get_description() 函 數 調 用 from random import choice, 然 后 運 行 choice(possibilities)。
    當導入整個模塊的時候,需要把report. 作為get_description()的前綴。在這個 import 語句之后,只要在名稱前加 report.,report.py 的所有內容(代碼 和變量)就會對主程序可見。通過模塊名限定模塊的沖突,能夠避免命名的沖突。
    當所有代碼都在一個函數下,并且沒有其他名為choice的函數,所以我們直接從random模塊導入函數choice()。
    一般被導入的代碼使用多次,就應該考慮在函數外導入;如果被導入的代碼使用有限,就在函數內導入。一般建議在開頭導入。

使用別名導入模塊

我們可以對導入的模塊起一個方便記憶的別名:

import 模塊名 as 別名

以后在用到模塊名的地方都可以換成別名


導入模塊的一部分

在python種可以導入模塊的若干部分。每一部分都有自己的原始名字或者自己起的別名。首先,從 report 模塊中用原始名字導入函數 get_description():
from report import get_description description = get_description() print("Today's weather:",description)

使用它的別名do_it導入:
from report import get_description as do_it description = get_description() print("Today's weather:",description)


我們可以把多個模塊組織稱文件層次,稱之為包。
許我們需要兩種類型的天氣預報:一種是次日的,一種是下周的。一種可行的方式是新 建目錄 sources,在該目錄中新建兩個模塊 daily.py 和 weekly.py。每一個模塊都有一個函數 forecast。每天的版本返回一個字符串,每周的版本返回包含 7 個字符串的列表。
下面是主程序和兩個模塊(函數 enumerate() 拆分一個列表,并對列表中的每一項通過 for 循環增加數字下標)。
主程序:weather.py

from sources import daily,weekly
print("daily",daily.forecast())
print("weekly:")
for number,outlook in enumerate(weekly.forecast(),1):
print(number,outlook)

模塊1:sources/daily.py

def forecast():
'fake daily forecast'
return 'like yesterday'

模塊2:sources/weekly.py

def forecast():
"""Fake weekly forecast"""
return ['snow', 'more snow', 'sleet', 'freezing rain', 'rain', 'fog', 'hail']

除了以上兩個模塊外,還需要在包 sources目錄下添加一個文件:__init__.py。這個文件可以是空的,但python需要它,以便把該目錄作為一個包。


Python標準庫

使用setdefault()和defaultdict()處理缺失的鍵

讀取字典中不存在的鍵的值會拋出異常。使用字典函數get()返回一個默認值會避免異常發生。函數setdefault()類似get(),當鍵不存在時它會在字典中添加一項:

periodic_table = {'Hydrogen': 1, 'Helium': 2}

如果鍵不在字典中,新的默認值會被添加進去:

carbon = periodic_table.setdefault('Carbon', 12) 
 periodic_table {'Helium': 2, 'Carbon': 12, 'Hydrogen': 1}

如果試圖把一個不同的默認值賦給已經存在的鍵,不回改變原來的值,仍將返回初始值:

helium = periodic_table.setdefault('Helium', 947) 
 periodic_table {'Helium': 2, 'Carbon': 12, 'Hydrogen': 1}

defaultdict()也有同樣的用法,但是在字典創建的時候,對每個新的鍵都會指定默認值。它的參數時一個函數,下面的栗子,把函數int()作為參數傳入,會按照int()調用,返回整數0:

from collections import defaultdict
periodic_tab = defaultdict(int)
periodic_tab['Hycds'] = 1 
periodic_tab['Lead']
periodic_tab
defaultdict(int, {'Heklc': 0, 'Hycds': 1, 'Lead': 0})

任何缺失的值都將被賦值為整數0:

函數defaultdict()的參數是一個函數,它返回賦給缺失鍵的值,下面的栗子中no_idea()在需要時被執行,返回一個值:

from collections import defaultdict 
def no_idea():
    return 'Hub'  
bestity = defaultdict(no_idea)
bestity['A'] = 'nearjkl' 
bestity['B'] = 'jvkefk' 
bestity['A'] 
'nearjkl'
bestity['B'] 
'jvkefk'
bestity['C'] 
'Hub'

同樣可以使用函數int(),list()或者dict()返回默認的值:int()返回0,list()返回空列表([ ]),dict()返回空字典({ })。如果你刪掉該函數參數,新建的初始值會被設置為None。
也可以使用lambda來定義我們的默認值:

bestiary = defaultdict(lambda: 'Huh?')
bestity['C'] 
'HHub'

使用int是一種定義計數器的方式:

from collections  import  defaultdict 
food_counter = defaultdict(int)
for food in ['spam','spam','eggs','spam']:
    food_counter[food]+=1
for food,count in food_counter.items():
    print(food,count)
結果:
spam 3
eggs 1

上面的栗子中,如果 food_counter 已經是一個普通的字典而不是 defaultdict 默認字典, 那每次試圖自增字典元素 food_counter[food] 值時,Python 會拋出一個異常,因為我們沒 有對它進行初始化。在普通字典中,需要做額外的工作,如下所示:

dict_counter = {}
for food in ['spam','spam','eggs','spam']:
    ...:     if not  food in dict_counter:
    ...:         dict_counter[food] = 0
    ...:     dict_counter[food] += 1   
for food,count in dict_counter.items():
    ...:     print(food,count) 
結果:
spam 3
eggs 1

在上面的栗子中,我們先創建一個空的字典,然后判斷鍵時候在字典中,如果不在,設置鍵值為0,如果在將鍵值加1(肯定事先都不在)。最后遍歷字典。


使用Counter()計數

python中有一個標準計數器:Counter()

from collections import Counter 
breakfast = ['spam','spam','eggs','spam']
breakfas_counter = Counter(breakfast)
breakfas_counter
Counter({'eggs': 1, 'spam': 3})

函數most_common()以降序返回所有元素,如果給定一個數字,會返回該數字前的元素:

breakfas_counter.most_common()
[('spam', 3), ('eggs', 1)]
breakfas_counter.most_common(1)
[('spam', 3)]

也可以組合計數器,下面先創建一個列表lunch和一個計數器lunch_counter:

lunch = ['eggs','eggs','bacon']
lunch_counter = Counter(lunch) 
lunch_counter
Counter({'bacon': 1, 'eggs': 2})

第一種組合方式是使用 +:
>breakfas_counter + lunch_counter
Counter({'bacon': 1, 'eggs': 3, 'spam': 3})

第二種組合方式是使用 -:查看早餐有午餐沒有
>breakfas_counter - lunch_counter
Counter({'spam': 3})

第三種組合方式是使用交集運算符 & 得到兩者共有的項:
>breakfas_counter & lunch_counter
Counter({'eggs': 1})

兩者的交集通過取兩者中的較小計數。

第四種組合方式是使用并集運算符 | 得到所有元素:
>breakfas_counter |  lunch_counter 
Counter({'bacon': 1, 'eggs': 2, 'spam': 3})

兩者的并集通過取兩者中較大的計數。


使用有序字典OrderedDict()按鍵排序

一個字典中鍵的順序是不可預知的,字典返回的數據順序和添加的順序可能不一致,有序字典OrderedDict()記憶字典鍵添加的順序,然后從一個迭代器按照相同的順序返回。試著用元組(鍵,值)創建一個有序字典:

from  collections  import OrderedDict
quotes = OrderedDict([('Moe','bhfsnzkml'),('Laary','Oww'),('Curly','ebanj')])
for  stooge in quotes:
    print(stooge)    
Moe
Laary
Curly

雙端隊列:棧+隊列

deque是一個雙端隊列,同時具有棧和隊列的特征。他可以從序列的任何一端添加和刪除項?,F在,我們從一個詞的兩端掃向中間,判斷是否為回文。函數popleft()去掉最左邊的項并返回該項,pop()去掉最右邊的項并返回該項。從兩邊一直向中間掃描,只要兩端 的字符匹配,一直彈出直到到達中間:

def palindrome(word):
    from collections import deque 
    dq = deque(word)
    while len(dq) > 1 :
        if dq.popleft() != dq.pop():
            return False 
    return True 
palindrome('a')
True
palindrome('anmmna')
True
palindrome('anmdcds')
False
palindrome('')
True
list = ['a','b','c']
palindrome(list)
False
list = ['a','b','a']
palindrome(list)
True

使用itertools迭代代碼結構

itertools包含特殊用途的迭代器函數。在for...in循環中調用迭代函數,每次會返回一項,并記住當前調用的狀態。
即使chain()的參數是單個迭代對象,它也會使用參數進行迭代:

import  itertools 
for item in itertools.chain([1,2],['a','b'],{1:'a',2:'b'}):
    print(item)
1
2
a
b
1
2

cycle()是一個在它的參數之間循環的無限迭代器:

import  itertools
for item in itertools.cycle([1,2]):
    print(item)
1
2
1
2

友情提示,上面小栗子會永無止境,要盡快結束

accumulate()計算累積的的值。默認的話,它的計算是累加和:

import  itertools 
for  item in itertools.accumulate([1,2,3,4]):
    print(item)     
1
3
6
10

可以把一個函數作為accumulate()的第二個參數,代替默認的加法函數。這個參數函數應該接受兩個參數,返回單個結果。下面的栗子是計算乘積:

import  itertools 
def multiply(a,b):
    return a * b 
for item in itertools.accumulate([1,2,3,4],multiply):
    print(item)    
1
2
6
24

使用pprint()友好輸出

之前的栗子中都用print()(或者在交互式解釋器中用變量名)打印輸出。有時輸出結果的可讀性差,我們有一個友好的輸出函數:pprint()。

In [1]: from pprint import  pprint

In [2]: from collections import  OrderedDict 

In [3]: quotes = OrderedDict([    ('Moe','A djnk  ndk'),    ('Larry','Oww'),    ('Curry','jfnkl'),    ]) 

In [4]: print(quotes) 
OrderedDict([('Moe', 'A djnk  ndk'), ('Larry', 'Oww'), ('Curry', 'jfnkl')])

In [5]: pprint(quotes) 
OrderedDict([('Moe', 'A djnk  ndk'), ('Larry', 'Oww'), ('Curry', 'jfnkl')])

注:本文內容來自《Python語言及其應用》歡迎購買原書閱讀

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