Сколько библиотек можно импортировать в один проект python

Python import, как и для чего?

В языке программирования Python подключение пакетов и модулей осуществляется с помощью import. Это позволяет распределять код по логическим «узлам» приложения(модели данных, обработчики, и тп.), что позволяет получить менее нагруженные кодом файлы.

• Повышается читаемость кода.
• Код логически разбит по «узлам», его поиск и дальнейший отлов ошибок становится понятнее и проще.
• Для разработки в команде это дает более четкое понимание, что и где делает каждый при выполнении «задания».

• Нужно понимать, что делается и для чего.

Как использовать import?

Синтаксис import в Python достаточно прост и интуитивно понятен:

# В данной строке импортируется something_we_want import something_we_want # В данной строке импортируется something_we_want, как aww(логично и просто) import something_we_want as aww # В данной строке импортируется из something_we_want something(логично и просто) from something_we_want import something # В данной строке импортируется из something_we_want something, как s(логично и просто) from something_we_want import something as s # Синтаксис as позволяет обращаться к импортируемому по новому нами описанному # далее имени(это работает только в рамках нашего файла)

Что можно импортировать?

Для более глубокого понимания import стоит рассмотреть пример, представленный ниже.

def something(): pass somedata = 5

# 1 случай import something_we_want something_we_want.something() import something_we_want print(something_we_want.somedata) # 2 случай import something_we_want as aww aww.something() import something_we_want as aww print(aww.somedata) # 3 случай from something_we_want import something something() from something_we_want import somedata print(somedata) # 4 случай from something_we_want import something as s s() from something_we_want import somedata as sd print(sd) # Классы импортируются по аналогии с функциями

Красиво, читаемо и понятно.

В чем же подвох?

Но даже в таком простом примере есть подвох, о котором многие не догадываются(если вы начинающий программист, то лучше перейдите к следующему оглавлению).

Идеология Python достаточно интересна, что позволяет ему иметь низкий порог вхождения, низкое время написания кода, высокую читаемость, но именно в ней и кроется подвох.

По своему опыту использования данного языка, сложилось отчетливое ощущение главной идеи ООП(все есть объект). Что же в этом плохого?

Все файлы, функции и тд. это объект. Но что это за объект и класс стоят за файлами(модулями)?

Все просто, это любимый всеми программистами класс, использующий паттерн проектирования Singleton.

Поэтому при достаточно ветвистой структуре, импорт переменной и дальнейшая ее модификация может порождать достаточно не простые в понимании баги(переменная в своем цикле жизни может иметь любое значение и никаких гарантий нет).

Ветвистая структура приложения и существующие подходы импортирования

Часто в разработке приложений программисты пытаются разбить программу по логическим «узлам». Данный подход повышает читаемость и позволяет вести разработку в команде(один человек занимается реализацией одного «узла», второй другого). Так порождается структура приложения, которая зачастую виду сложности функционала является достаточно обширной(ветвистой, потому что имея одну точку входа откуда уже обрастая функционалом это становится похожим на дерево).

Пример ветвистой структуры:

Существует 2 подхода импортирования(лучше выбрать один и придерживаться его весь проект):

1. Именованный(абсолютный)
2. Неименованный(относительный)

Пример именованного импорта из models.py в auth.py:

# auth.py from app.models import User

Пример неименованного импорта из models.py в auth.py:

# auth.py from ..models import User # Количество точек указывает на сколько (обьектов) мы поднимаемся от исходного. # В данном примере первая точка поднимает нас на уровень обьекта handlers, # А вторая точка поднимает нас на уровень обьекта app

Это два абсолютно разных подхода. В первом случае мы «идем» из «корня»(входной точки нашего приложения). Во втором случае мы «идем» от «листа»(нашего файла).

Плюсы и минусы подходов импорта:

Видна структура импорта и приложения.

Видна часть структуры импорта.

Программисту не нужно знать полную структуру приложения.

Импорт не зависит от точки входа.

Код становится не привязанным к приложению. Что по сути позволяет исполнить код из любой точки(тесты, отдельно и тд.). Повышается отлаживаемость. Появляется возможность разработки отдельных узлов приложения без полного вовлечения программиста в проект.

Импорт зависит от точки входа.

Программисту необходимо знать структуру приложения. Код сильно связан с приложением. Что по сути усложняет отладку, тестирование, и тд. Программист становится сильно вовлеченным в проект.

Снижается читаемость импорта.

Хоть первый подход и имеет существенные минусы в использовании, но тем не менее он популярен. Программистам он привычнее, хоть и имеет недостатки. А начинающие часто не задумываются об альтернативах.

P.S.

Данная статья была написана для начинающих программистов, которые хотят научиться писать на языке программирования Python, поэтому часть примеров заведомо упрощена и нацелена на освещение существующих подходов.

Пишите тот код, который бы сами хотели получить от исполнителя.

Импорт и создание модулей

Питон включает в себя обширную библиотеку модулей, в которых реализовано множество полезных функций. Далее в этом курсе мы будем применять и другие полезные модули: re для регулярных выражений, collections , содержащий множество удобных структур данных, os и shutil для управления файлами и папками.

Для использования модуля его нужно импортировать — попросить питон загрузить его и сделать его функции доступными для использования. Импорт осуществляется с помощью оператора import . Например, модуль random используется для генерации “случайных” чисел.

>>> import random >>> # Теперь мы можем вызывать функции из модуля random, указав их имя после "random." с точкой >>> random.randint(0, 5) # выводит случайное целое число между 0 и 5 включительно 2 >>> random.choice('abcdef') # выберает случайный элемент коллекции 'c' >>> random.random() # Выводит случайное число на полуинтервале [0, 1) 0.9131300358342321 

Ещё один пример: модуль math , содержащий различные математические функции и константы

>>> math.cos(0) # ошибка, модуль ещё не импортирован --------------------------------------------------------------------------- NameError Traceback (most recent call last) ipython-input-4-9cdcc157d079> in module>() ----> 1 math.cos(0) NameError: name 'math' is not defined >>> import math >>> math.cos(0) 1.0 >>> math.asin(1) 1.5707963267948966 >>> math.e 2.718281828459045 

Использование псевдонимов

Если название модуля слишком длинное и вы не хотите его писать каждый раз, когда используете какую-то функцию, вы можете импортировать этот модуль под псевдонимом с помощью as:

>>> import math as m >>> m.factorial(5) 120 

Импорт нескольких модулей

Модули можно импортировать в одну строчку через запятую, если требуется использовать несколько, либо можно писать каждый импорт на новой строчке.

>>> import random, math >>> math.sqrt(random.randint(0, 5)) 2.23606797749979 

import random import math 

>>> math.sqrt(random.randint(0, 5)) 2.0 

Инструкция from

Иногда в модуле бывает много разных функций, а вам нужно использовать только что-то одно (и, например, использовать много раз), тогда проще импортировать какую-то определенную функцию из этого модуля и (1) чуть-чуть сэкономить память, (2) короче синтаксис. Тогда синтаксис импорта будет следующий:

>>> from math import ceil, floor >>> ceil(145.3) 146 >>> floor(145.6) 145 

Также можно импортировать из модуля всё. То есть все функции, переменные и классы. Тогда нам не нужно каждый раз писать название модуля.

>>> from math import * >>> sqrt(144) 12.0 >>> pi 3.141592653589793 

Однако, это очень плохая практика так как в двух разных модулях могут быть одинаковые функции и при импорте вы просто не будете знать, какую используете.

Правило хорошего тона — импортировать модули вначале вашей программы, до любого другого кода и функций.

Создание своего модуля питон

Любой файл с исходным кодом на Python — модуль! Это значит, что любая программа может выступать в роли модуля для другой и импортироваться.

Давайте напишем скрипт с парой функций и импортируем эти функции в другую программу.

Создадим программу mymodule.py:

def avg(numbers): if not numbers: return 0 return sum(numbers) / len(numbers) def myfactorial(n): if n == 1: return n elif n  1: return ("NA") else: return n * myfactorial(n-1) 

В ней мы прописали две математические функции: среднее и факториал. Предположим теперь мы хотим воспользоваться ими в какой-нибудь другой программе myscript.py. Тогда мы положим эти два файла в одну директорию, чтобы импорт работал. И в результате мы сможем ипмортировать эти функции в новую программу.

Файл myscript.py:

import mymodule n = input("Введите число: ") my_list = [1] * (int(n)/2) + [2] * (int(n)/2) print(mymodule.avg(my_list)) print(mymodule.myfactorial(int(n))) 

Кстати, найдите баг в этом коде:

>>> [1] * (5/2) --------------------------------------------------------------------------- TypeError Traceback (most recent call last) ipython-input-35-f37e9b720bb2> in module> ----> 1 [1] * (5/2) TypeError: can't multiply sequence by non-int of type 'float' >>> [1] * (5//2) [1, 1] 

Задача: составление анаграмм

В качестве примера использования функций и модуля стандартной библиотеки random рассмотрим задачу составления анаграмм. В качестве входного файла будем использовать любой текст, из которого мы выберем слова. Пусть текст находится в файле text.txt и имеет следующее содержание (из Яндекс.Рефератов):

Субъект вызывает мелодический импульс. Пласт параллельно понимает понимающий эриксоновский гипноз, следовательно тенденция к конформизму связана с менее низким интеллектом. Дифференциация, по определению, дает звукорядный бихевиоризм. 

Задача состоит в том, что необходимо составить файл формата TSV, состоящий из 4 колонок: слово из файла и три его случайных анаграммы. Для простоты анаграммы могут совпадать с самим словом или друг с другом. В итоге требуется получить файл table.tsv , который будет начинаться следующим образом:

субъект ъсукебт кутесъб кеубътс вызывает езтавыыв аыезыввт ывеаывзт мелодический скйчмеелидио диимечеслйок мкееийлчосид импульс млсупьи уьмипсл льмпиус пласт сатпл таслп тпалс . 

Полный код для решения этой задачи может выглядеть следующим образом:

"""Эта программа собирает слова из text.txt и составляет список анаграмм из них в таблице table.tsv""" # Здесь мы импортируем модуль стандартной библиотеки random, в котором # содержаться функции для работы с псевдослучайными числами. # Правило хорошего тона — делать все импорты в начале вашей программы. import random def words_from_file(filename): """Принимает имя файла, а точнее его системный путь, и возвращает список слов в нем """ with open(filename, encoding='utf-8') as f: # открвываем файл text = f.read() # прочитываем весь файл в строковую переменную text = text.replace('-', '') # удаляем дефисы text = text.replace(',', '').replace('.', '') # удаляем запятые и точки # Тут можно было почистить текст еще лучше text = text.lower() # заменяем все заглавные на строчные words = text.split() # получаем список слов return words # возвращаем список слов def anа(word): """Возвращает случайную анаграмму word""" # Функция random.sample(sequence, count) возвращает список из count # уникальных элементов последовательности (например списка или строки) # взятых в случайном порядке. Заметим, что каждый элемент не может быть # больше одного раза, а также напомним, что элементами строки являются # односимвольные строки. a = random.sample(word, len(word)) # получаем список перемешанных букв new_word = ''.join(a) # объединяем элементы списка из букв в одну строку return new_word # возвращаем анаграмму def create_tsv_table(table_filename, words, n_anа): """Создает TSV-файл с именем table_filename со строками типа слово→анаграмма→анаграмма. где список слов задается аргументом words, а число анаграмм — n_ana """ with open(table_filename, 'w', encoding='utf-8') as f: # открываем файл для записи for x in words: # перебираем слова в переменной x f.write(x) # запишем слово в файл for i in range(n_ana): # n_ana раз создадим и запишем анаграмму f.write('\t') # запишем разделитель f.write(ana(x)) # запишем случайную анаграмму f.write('\n') # не забудем поставить символ конца строки перед следующей строкой def main(): words = words_from_file('text.txt') # получаем список слов create_tsv_table('table.tsv', words, 3) # создаем таблицу с тремя анаграммами в каждой строке if __name__ == '__main__': main() 

Домашнее задание

Пусть какая-то функция получает на вход список из 30 случайных целых чисел от 0 до 100, сгенерированных с помощью модуля random. В вариантах описана функция.

+1 балл для всех: ответьте коротко на вопрос “Почему модуль random на самом деле НЕ генерирует случайные числа?”

1. Функция берёт два случайных числа из этого списка (с помощью модуля random) и считает по ним количество всевозможных сочетаний этих чисел с точки зрения теории вероятности, С из n по k (использовать функцию из модуля math – factorial). Количество сочетаний (в формате float) печатается. k должно быть меньше n
2. Функция возвращает произведение значений списка. Нужно пользоваться модулем math. Руководствоваться надо тем, что exp(log(a) + log(b)) = a * b
3. Функция возвращает строку из 30 букв. Список, полученный на вход, задает порядок букв в строке по номеру буквы в алфавите.
4. Функция берёт из списка 4 случайных числа, условно принимает их за две точки в двумерном пространстве и возвращает евклидово расстояние между этими точками. Использовать модули random и math.
5. Функция перемешивает список с помощью random.shuffle(), сравнивает его с исходным списком и возвращает количество индексов, значение элемента по которым поменялось. Запустите функцию в цикле 100 раз и напечатайте в скольки процентов случаев меняются все элементы списка.
6. Функция возвращает среднее геометрическое списка. Вомпользуйтесь модулем math. Отдельно вне функции покажите, что ее результат лежит между минимальным и максимальным значениями списка для 20 случаев. (Для это нужно на каждой итерации генерировать подаваемый на вход список заново)
7. Функция возвращает среднее арифметическое элементов списка, округлённое вверх. Используйте модуль math.

Тест по Информатике, 9 класс: «Python: Объектно-ориентированное программирование»

Внимание! Все тесты в этом разделе разработаны пользователями сайта для собственного использования. Администрация сайта не проверяет возможные ошибки, которые могут встретиться в тестах.

Темы тестирования Интерфейсы Встроенные типы и операции с ними Знакомство с python Модули и библиотеки Объектно-ориентированное программирование Полезные инструменты Функции и работа с файлами

Система оценки: 5 балльная

Урок 5.
Модули и пакеты в Python. Импорт. Виртуальная среда venv.

Рассматриваем модули и пакеты из стандартной библиотеки Python и PyPI. Учимся использовать инструкции import и from..import и различать абсолютный и относительный импорт. Разбираемся с виртуальными пространствами venv. Создаем собственные модули.

Курс «Программирование на Python»

Урок 5.
Модули и пакеты в Python. Импорт. Виртуальная среда venv.

Рассматриваем модули и пакеты из стандартной библиотеки Python и PyPI. Учимся использовать инструкции import и from..import и различать абсолютный и относительный импорт. Разбираемся с виртуальными пространствами venv. Создаем собственные модули.

Предыдущий урок
Урок 4. Работа со строками
Следующий урок
Урок 6. Принципы ООП. Классы, объекты, поля и методы. Уровни доступа.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ БЛОК
В КОНЦЕ УРОКА ЕСТЬ ВИДЕО

Модуль (Module) в Python

Программы на Python содержат тысячи, десятки тысяч и сотни тысяч строк кода (есть проекты с миллионами). В таких условиях одним файлом с кодом не обойдёшься — его нужно разбивать на части. И с целью получения доступа к коду, который находится в других файлах, в Python реализован механизм модулей.

Что такое модуль в терминологии Python? Официальная документация дает следующее определение:

Module — an object that serves as an organizational unit of Python code. Modules have a namespace containing arbitrary Python objects. Modules are loaded into Python by the process of importing.

Иными словами, модуль(module) в Python — это просто файл, содержащий код на Python. Каждый модуль может содержать переменные, классы и функции. Кроме того, в модуле может находиться исполняемый код. Имя модуля соответствует имени файла. Например:

 # Имя файла math.py # Имя модуля math 

Каждая программа может импортировать модуль и получить доступ к его классам, функциям и объектам. Нужно заметить, что модуль может быть написан не только на Python(обычные модули), а например, на C или C++(модули расширения).

1. Имеет расширение *.py (имя файла без расширения является именем модуля).
2. Может быть импортирован.
3. Может быть многократно использован.
4. Позволяет вам логически организовать ваш код на Python.

Пакет (Package) в Python

Идем дальше. Если начать делить код достаточно большого проекта на модули, то довольно быстро может возникнуть желание сгруппировать несколько близких по тематике модулей. Или же мы захотим вынести часть модулей из проекта, чтобы их можно было использовать в других проектах. И тут нам на помощь приходят пакеты(packages) в Python, которые служат для объединения модулей в группы.

Вот что на эту тему говорит документация Python:

Package — a Python module which can contain submodules or recursively, subpackages.

Пакет — это набор взаимосвязанных модулей(при этом стоит уточнить, что сам пакет тоже является модулем), предназначенных для решения задач определенного класса некоторой предметной области. Это такой способ структуризации модулей. Пакет представляет собой папку, в которой содержатся модули и другие пакеты и обязательный файл __init__.py , отвечающий за инициализацию пакета.

На самом деле
Некоторые пакеты Python не содержат файл __init__.py . Это так называемые namespace package s, которые служат просто как контейнеры подпакетов. Однако мы не станем на них подробно останавливаться, просто будем иметь ввиду, что такие пакеты существуют. Подробнее можно почитать в PEP 420.

Пример содержимого каталога стандартного пакета json , который, как можно заметить, состоит из 4 модулей и файла __init__.py :

 json/ ├── __init__.py ├── decoder.py ├── encoder.py ├── scanner.py └── tool.py 

1. Именем пакета является название данного каталога.
2. С версии Python 3.3 любая папка (даже без __init__.py ) считается пакетом.
3. Пакет может быть импортирован(так же как и модуль).
4. Пакет может быть многократно использован(так же как и модуль).

Классификация модулей

1. Стандартная библиотека Python (англ. Standard Library).
2. Сторонние модули (англ. 3rd Party Modules)
3. Пользовательские модули

Python. Классификация модулей.

Поговорим о каждой из групп немного подробнее — расскажем, где найти модули в каждом случае, и приведем примеры самых популярных и полезных из них.

1. Стандартная библиотека Python

1. Встроенные модули. Входят в состав интерпретатора и написаны на языке С, что позволяет им обеспечивать эффективный доступ к функциональности на уровне ОС — например, к системе ввода-вывода данных. Многие из встроенных модулей являются платформозависимыми. Например, модуль winreg , предназначенный для работы с реестром ОС Windows, устанавливается только на соответствующей ОС.
2. Модули расширения. Написаны на Python. Представляют собой стандартные способы решения наиболее часто встречающихся задач программирования. Сюда входят модули для работы со многими сетевыми протоколами и форматами интернета, регулярными выражениями, текстовыми кодировками, мультимедийными форматами, криптографическими протоколами, архивами, а также для сериализации данных, поддержки юнит-тестирования и др.

Библиотека;Описание

sys; Обеспечивает доступ к некоторым переменным и функциям, взаимодействующим с интерпретатором Python, например — доступ к аргументам командной строки, списку встроенных модулей Python, текущим исключениям, информации об операционной системе. os; Предоставляет множество функций для работы с операционной системой. Например, получение версии и другой информации о текущей ОС, работа с переменными окружения и файловой системой. os.path; Является вложенным в модуль os(по сути os является пакетом), и реализует некоторые полезные функции для работы с файлами — доступ к характеристикам файла и манипуляции с путями. time, datetime; Данные модули предоставляют классы для обработки времени и даты разными способами. random; Предоставляет функции для генерации случайных чисел, букв, случайного выбора элементов последовательности. collections;Предоставляет специализированные типы данных — счетчики, очереди, упорядоченные словари. json; Позволяет кодировать и декодировать данные в формате JSON. unittest; Предоставляет богатый набор инструментов для написания и запуска автоматизированных тестов. re;Модуль re используется для работы с регулярными выражениями. hashlib;Предназначен для шифрования строк. bz2, gzip, tarfile, zipfile;Данные модули созданы для архивации/распаковки данных в разных форматах.

2. Сторонние модули (англ. 3rd Party Modules)

Это модули и пакеты, которые не входят в дистрибутив Python и могут быть установлены из каталога пакетов Python с помощью пакетного менеджера (например, pip или easy_install ).

PyPI (Python Package Index) — главный каталог библиотек на Python. Содержит более 200 000 пакетов.

Приведем несколько примеров популярных пакетов из каталога PyPI.

Библиотека;Описание

six;Библиотека совместимости Python 2 и 3. Содержит функции, сглаживающие различия в версиях Python. urllib3;HTTP клиент для Python requests;HTTP клиент для Python. Технически является более удобной оберткой над urllib3. python-dateutil; Расширяет функционал по работе со временем и датой относительно модуля datetime из Стандартной библиотеки Python. docutils;Библиотека-процессор для документов написанных с помощью разметки ReST. pyyaml;YAML парсер/генератор awscli;Предоставляет интерфейс командной строки для Amazon Web Services numpy;Пакет для вычислений с многомерными массивами. Его можно рассматривать как свободную альтернативу MATLAB. pytest;Библиотека для создания и запуска автоматизированных unit тестов(альтернатива unittest) flask;Фреймворк для создания веб-приложений на Python

3. Пользовательские (собственные) модули
Python предоставляет возможность создания собственных модулей. Для создания таких модулей нет особенных правил — любой файл с расширением *.py является модулем, а создается, как правило, разработчиком для собственных нужд. В подавляющем большинстве случае такой пакет или модуль не размещается в каталоге пакетов Python.