โมดูลและแพ็กเกจ

ในโปรแกรมมิ่ง โมดูลคือซอฟต์แวร์ที่มีฟังก์ชันการทำงานเฉพาะ เมื่อสร้างเกมปิงปอง โมดูลหนึ่งอาจรับผิดชอบด้านตรรกะของเกม และอีกโมดูลหนึ่งวาดเกมลงบนหน้าจอ แต่ละโมดูลประกอบด้วยไฟล์ที่แตกต่างกัน ซึ่งสามารถแก้ไขแยกกันได้

การเขียนโมดูล

โมดูลใน Python ก็คือไฟล์ Python ที่มีนามสกุล .py ชื่อของโมดูลเหมือนกับชื่อไฟล์ โมดูล Python สามารถมีชุดฟังก์ชัน คลาส หรือ ตัวแปร ที่ถูกกำหนดและใช้งาน ตัวอย่างข้างต้นประกอบด้วยสองไฟล์:

mygame/

• mygame/game.py

• mygame/draw.py

สคริปต์ Python game.py นั้นใช้เพื่อสร้างเกม มันใช้ฟังก์ชัน draw_game จากไฟล์ draw.py หรือในอีกคำคือ โมดูล draw ซึ่งได้รับผิดชอบการวาดเกมลงบนหน้าจอ

โมดูลถูกนำเข้าจากโมดูลอื่นโดยใช้คำสั่ง import ในตัวอย่างนี้ สคริปต์ game.py อาจมีลักษณะดังนี้:

โมดูล draw อาจมีลักษณะดังนี้:

ในตัวอย่างนี้ โมดูล game นำเข้าโมดูล draw ซึ่งทำให้สามารถใช้ฟังก์ชันที่ถูกใช้งานในโมดูนั้นได้ ฟังก์ชัน main ใช้ฟังก์ชันท้องถิ่น play_game เพื่อรันเกม และจากนั้นวาดผลลัพธ์ของเกมโดยใช้ฟังก์ชัน draw_game ซึ่งถูกใช้งานในโมดูล draw เพื่อใช้ฟังก์ชัน draw_game จากโมดูล draw เราจำเป็นต้องระบุในโมดูลที่ฟังก์ชันถูกใช้งานโดยใช้เครื่องหมายจุด

เมื่อคำสั่ง import draw ทำงานขึ้น ตัวแปลของ Python จะมองหาไฟล์ภายในไดเรกทอรีที่สคริปต์ถูกเรียกใช้ด้วยชื่อโมดูลและนามสกุล .py ในกรณีนี้จะมองหา draw.py ถ้าพบจะถูกนำเข้า ถ้าไม่พบก็จะนำเข้ามองหาโมดูลในตัวอื่นๆต่อ

คุณอาจสังเกตเห็นว่าเมื่อมีการนำเข้าโมดูล ไฟล์ .pyc จะถูกสร้างขึ้น นี่คือไฟล์ Python ที่ถูกคอมไพล์ Python จะคอมไพล์ไฟล์เป็นไบต์โค้ด Python เพื่อที่จะไม่ต้องแยกวิเคราะห์ไฟล์ทุกครั้งที่มีการโหลดโมดูล หากมีไฟล์ .pyc อยู่แล้ว มันจะถูกโหลดแทนไฟล์ .py กระบวนการนี้เป็นโปร่งใสต่อผู้ใช้

การนำวัตถุจากโมดูลเข้าสู่ namespace ปัจจุบัน

Namespace เป็นระบบที่ทุกวัตถุถูกตั้งชื่อและสามารถเข้าถึงได้ใน Python เรานำเข้าฟังก์ชัน draw_game เข้าสู่ namespace ของสคริปต์หลักโดยใช้คำสั่ง from

คุณอาจสังเกตเห็นว่าในตัวอย่างนี้ ชื่อโมดูลไม่ได้มาก่อนหน้า draw_game เพราะเราได้ระบุชื่อโมดูลโดยใช้คำสั่ง import

ข้อดีของการนำเข้ารูปแบบนี้คือ คุณไม่จำเป็นต้องอ้างอิงโมดูลซ้ำแล้วซ้ำอีก แต่ namespace ไม่สามารถมีวัตถุสองตัวที่มีชื่อเดียวกันได้ ดังนั้นคำสั่ง import อาจแทนที่วัตถุที่มีอยู่ใน namespace ได้

การนำเข้าวัตถุทั้งหมดจากโมดูล

คุณสามารถใช้คำสั่ง import * เพื่อนำเข้าวัตถุทั้งหมดในโมดูล เช่นนี้:

นี่อาจจะเสี่ยงเล็กน้อยเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงในโมดูลอาจส่งผลกระทบต่อโมดูลที่นำเข้า แต่ก็สั้นกว่า และไม่จำเป็นต้องระบุทุกวัตถุที่คุณต้องการนำเข้าจากโมดูล

ชื่อการนำเข้าที่ออกแบบเอง

คุณสามารถโหลดโมดูลด้วยชื่อใดก็ได้ที่คุณต้องการ สิ่งนี้มีประโยชน์เมื่อการนำเข้าโมดูลเป็นเงื่อนไขเพื่อที่จะใช้ชื่อเดียวกันในโค้ดที่เหลือ

ตัวอย่างเช่น ถ้าคุณมีสองโมดูล draw ที่มีชื่อที่แตกต่างกันเล็กน้อย คุณอาจทำดังนี้:

การเริ่มต้นโมดูล

ครั้งแรกที่โมดูลถูกโหลดเข้าสู่สคริปต์ Python ที่กำลังทำงาน มันถูกเริ่มต้นโดยการประมวลผลโค้ดในโมดูลหนึ่งครั้ง หากมีโมดูลอื่นในโค้ดของคุณนำเข้าโมดูลเดียวกันอีกครั้ง มันจะไม่ถูกโหลดอีกครั้งดังนั้นตัวแปรท้องถิ่นภายในโมดูลจะทำหน้าที่เป็น "ซิงเกิลตัน" หมายความว่า มันจะถูกเริ่มต้นเพียงครั้งเดียว

คุณสามารถใช้สิ่งนี้ได้เพื่อเริ่มต้นวัตถุ ตัวอย่าง:

การขยาย path โหลดโมดูล

มีวิธีอยู่สองสามวิธีที่จะบอกตัวแปล Python ให้มองหาโมดูลนอกจากไดเรกทอรีท้องถิ่นและโมดูลในตัว คุณสามารถใช้ตัวแปรสภาพแวดล้อม PYTHONPATH เพื่อระบุไดเรกทอรีเพิ่มเติมที่จะมองหาโมดูลได้ดังนี้:

นี่คือการรัน game.py และเปิดใช้งานสคริปต์เพื่อโหลดโมดูลจากไดเรกทอรี foo รวมถึงไดเรกทอรีท้องถิ่นด้วย

คุณอาจจะใช้ฟังก์ชัน sys.path.append เพื่อดำเนินการก่อนที่จะรันคำสั่ง import:

ตอนนี้ไดเรกทอรี foo ถูกเพิ่มเข้าไปในรายการ paths ที่ใช้ค้นหาโมดูลแล้ว

การสำรวจโมดูลในตัว

ตรวจสอบรายการโมดูลในตัวทั้งหมดในไลบรารีมาตรฐานของ Python ที่นี่

ฟังก์ชันสำคัญสองฟังก์ชันที่มีประโยชน์เมื่อสำรวจโมดูลใน Python คือฟังก์ชั่น dir และ help

ในการนำเข้าโมดูล urllib ซึ่งอนุญาตให้เราสร้างเพื่ออ่านข้อมูลจาก URLs เรา import โมดูล:

เราสามารถค้นหาว่าฟังก์ชันใดถูกใช้งานในแต่ละโมดูลโดยใช้ฟังก์ชัน dir:

เมื่อเราพบฟังก์ชันในโมดูลที่เราต้องการใช้ เราสามารถอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับมันด้วยฟังก์ชั่น help โดยใช้ตัวแปล Python:

การเขียนแพ็กเกจ

แพ็กเกจคื village Namesace ที่มีแพ็กเกจและโมดูลหลายๆตัว มันก็เป็นแค่ไดเรกทอรี แต่มีข้อกำหนดบางประการ

แต่ละแพ็กเกจใน Python คือไดเรกทอรีที่ ต้อง มีไฟล์พิเศษที่ชื่อว่า __init__.py ไฟล์นี้สามารถว่างได้ เป็นไฟล์ที่ระบุว่าไดเรกทอรีที่มันอยู่เป็นแพ็กเกจ Python ดังนั้นมันจึงสามารถนำเข้าได้เหมือนกับโมดูล

ถ้าเราสร้างไดเรกทอรีที่ชื่อว่า foo ซึ่งจะระบุชื่อของแพ็กเกจ แล้วเราสามารถสร้างโมดูลด้านในแพ็กเกจนั้นได้โดยเรียกว่า bar จากนั้นเราจะเพิ่มไฟล์ __init__.py ภายในไดเรกทอรี foo

เพื่อใช้โมดูล bar เราสามารถนำเข้าได้สองวิธี:

หรือ:

ในตัวอย่างแรกด้านบน เราต้องใช้คำนำหน้า foo ทุกครั้งที่เข้าถึงโมดูล bar ในตัวอย่างที่สองเราจะไม่ทำเช่นนั้น เพราะเราได้นำเข้าโมดูลไปยัง namespace ของโมดูลเราแล้ว

ไฟล์ __init__.py ยังสามารถกำหนดได้ว่าโมดูลไหนในแพ็กเกจที่ถูกส่งออกเป็น API ขณะเดียวกันยังเก็บโมดูลอื่นๆ เป็นภายในโดยการกำหนดตัวแปร __all__ ดังนี้:

Exercise

ในแบบฝึกหัดนี้ พิมพ์รายการฟังก์ชันทั้งหมดในโมดูล re ซึ่งเรียงตามตัวอักษรที่มีคำว่า find.

This site is generously supported by DataCamp. DataCamp offers online interactive Python Tutorials for Data Science. Join over a million other learners and get started learning Python for data science today!