一、Python内置模块

1、什么是Python模块

Python 模块(Module)，是一个Python 文件，以 .py 结尾，包含了 Python 对象定义和Python语句。模块能定义函数，类和变量，模块里也能包含可执行的代码。

2、模块的分类

在Python中，模块通常可以分为两大类：内置模块(目前使用的) 和 自定义模块

3、模块的导入方式

☆ import 模块名

☆ from 模块名 import 功能名

☆ from 模块名 import *

☆ import 模块名 as 别名

☆ from 模块名 import 功能名 as 别名

4、使用import导入模块

基本语法：

import 模块名称
或
import 模块名称1, 模块名称2, ...

使用模块中封装好的方法：

模块名称.方法()

案例：使用import导入math模块

import math

# 求数字9的平方根 = 3
print(math.sqrt(9))

案例：使用import导入math与random模块

import math, random

print(math.sqrt(9))
print(random.randint(-100, 100))

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5、使用from 模块名 import 功能名

提问：已经有了import导入模块，为什么还需要使用from 模块名 import 功能名这样的导入方式？

答：import代表导入某个或多个模块中的所有功能，但是有些情况下，我们只希望使用这个模块下的某些方法，而不需要全部导入。这个时候就建议采用from 模块名 import 功能名

☆ from 模块名 import *

这个导入方式代表导入这个模块的所有功能（等价于import 模块名）

from math import *

☆ from 模块名 import 功能名（推荐）

from math import sqrt, floor

注意：以上两种方式都可以用于导入某个模块中的某些方法，但是在调用具体的方法时，我们只需要功能名()即可

功能名()

案例：

# from math import *
# 或
from math import sqrt, floor

# 调用方式
print(sqrt(9))
print(floor(10.88))

6、使用as关键字为导入模块定义别名

在有些情况下，如导入的模块名称过长，建议使用as关键字对其重命名操作，以后在调用这个模块时，我们就可以使用别名进行操作。

import time as t

# 调用方式
t.sleep(10)

在Python中，如果给模块定义别名，命名规则建议使用大驼峰。

7、使用as关键字为导入功能定义别名

from 模块 import 功能名 as 功能名别名

案例：

from time import sleep as sl, time as t

# 调用方式
print('hello world')
sl(10)
print('hello python')

8、扩展：time模块中的time()方法

在Python中，time模块除了sleep方法以外，还有一个方法叫做time()方法

time.time()

主要功能：就是返回格林制时间到当前时间的秒数（时间戳）

案例：求运行递归代码的执行时间

import time

# 返回：格林制时间到当前时间的秒数
start = time.time()

# 编写递归函数
def func(n):
    if n == 10:
        return 1
    return (func(n+1) + 1) * 2

print(func(1))

end = time.time()
print(f'以上代码共执行了{end - start}s')

二、Python中的自定义模块

1、什么是自定义模块

在Python中，模块一共可以分为两大类：内置系统模块 和 自定义模块

模块的本质：在Python中，模块的本质就是一个Python的独立文件（后缀名.py），里面可以包含全局变量、函数以及类。

注：在Python中，每个Python文件都可以作为一个模块，模块的名字就是文件的名字。也就是说自定义模块名必须要符合标识符命名规则。

2、定义一个自定义模块

案例：在Python项目中创建一个自定义文件，如my_module1.py

def sum_num(num1, num2):
    return num1 + num2

3、导入自定义模块

import 模块名称
或
from 模块名称 import 功能名

案例：

import my_module1


# 调用my_module1模块中自定义的sum_num方法
print(my_module1.sum_num(10, 20))

4、自定义模块中功能测试

在我们编写完自定义模块以后，最好在模块中对代码进行提前测试，以防止有任何异常。

引入一个魔方方法：__name__，其保存的内存就是一个字符串类型的数据。

随着运行页面的不同，其返回结果也是不同的：

① 如果__name__是在当前页面运行时，其返回结果为__main__

② 如果__name__在第三方页面导入运行时，其返回结果为模块名称

基于以上特性，我们可以把__name__编写在自定义模块中，其语法如下：

if __name__ == '__main__':
    # 执行测试代码

__name__魔术方法除了可以在自定义模块中测试使用，还可以用于编写程序的入口：

# 定义一个main方法（入口文件）
def main():
    # 执行我们要执行的功能
    # ① 打印选择菜单
    # ② 添加学员信息
    # ③ 删除学员信息
    # ...
    
# 调用执行入口
if __name__ == '__main__':
    main()

5、多模块中功能命名冲突问题

☆ 命名冲突

当我们编写了多个模块时，可能在导入到其他页面时，会产生一个问题：全局变量、函数、类出现重名情况，我们把这个情况就称之为“命名冲突”。

如导入my_module2和my_module3，里面都封装了一个func()方法，其在导入以后，my_module3中的func()方法就会覆盖my_module2中的func()方法。

my_module2.py

def func():
    print('my_module2中的func方法')

my_module3.py

def func():
    print('my_module3中的func方法')

导入到其他Python文件中，测试效果：

from my_module2 import func
from my_module3 import func

func()

☆ 解决方案

① 把所有模块的导入方式都写入文件的最上面，如果发现命名冲突了，马上和模块的开发人员进行功能核对

② 给重名的方法进行as重命名

from my_module2 import func as my_module2_func
from my_module3 import func as my_module3_func

6、模块命名的注意事项

在实际项目开发中，一定要特别注意：我们自定义的模块名称一定不能和系统内置的模块名称相同，否则会导致代码无法正常执行。

举个栗子：定义一个与系统内置模块同名的模块

random.py

08-Python中引入与系统模块同名的自定义模块.py

import random

print(random.randint(-100, 100))

以上代码运行结果：

randint属于random模块的内置方法，不可能存在找不到的情况。之所以出现以上问题的主要原因在于：我们的项目中存在了一个与系统模块同名的模块文件。所以其在引用random模块式，其执行顺序：

引入某个模块 => 当前项目中寻找是否有同名的文件 => 如果找到则直接使用，未找到 => 继续向上寻找 => Python解析器中

如何证明：模块的引用一定是按照你说的这个顺序呢？

答：使用__file__魔术方法

print(random.__file__)

7、__all__魔术方法

如果一个模块文件中有__all__变量，当使用from xxx import *导入时，只能导入这个列表中的元素。

主要功能：限制使用模块中的某些功能，也就是说你导入后可以使用的方法只能是__all__中封装好的方法。

案例：

my_module.py

__all__ = ['func1']

def func1():
    print('func1方法')

def func2():
    print('func2方法')

09-Python中限制引用模块中的方法.py

from my_module import *

func1()
func2()  # 报错

三、Python中的Package包

1、什么是包

包将有联系的模块组织在一起，即放到同一个文件夹下，并且在这个文件夹创建一个名字为__init__.py 文件，那么这个文件夹就称之为包。

2、包的制作

新建报名如mypackage：

3、在包中创建多个模块

在mypackage包中创建多个模块：my_module1和my_module2

my_module1.py

print('my_module1')
def func1():
    print('mypackage包中的my_module1模块的func1方法')

my_module2.py

print('my_module2')
def func2():
    print('mypackage包中的my_module2模块的func2方法')

4、在项目代码中导入包Package

方法一：使用import导入包

import 包名.模块名

# 调用模块中的方法
包名.模块名.方法名()

方法二：使用from导入包

from 包名 import *

# 调用模块方法
模块名.方法名()

注意：必须在__init__.py文件中添加__all__ = []，控制允许导入的模块列表。

print(‘mypackage包中的my_module1模块的func1方法’)

my_module2.py

```python
print('my_module2')
def func2():
    print('mypackage包中的my_module2模块的func2方法')

4、在项目代码中导入包Package

方法一：使用import导入包

import 包名.模块名

# 调用模块中的方法
包名.模块名.方法名()

方法二：使用from导入包

from 包名 import *

# 调用模块方法
模块名.方法名()

注意：必须在__init__.py文件中添加__all__ = []，控制允许导入的模块列表。

四、系统需求分析

1、需求分析

使用面向对象编程思想完成学员管理系统的开发，具体如下：

① 系统要求：学员数据存储在文件中

② 系统功能：添加学员、删除学员、修改学员信息、查询学员信息、显示所有学员信息、保存学员信息及退出系统等功能。

2、角色分析

在面向对象编程思想中，必须找到要具体实现操作的实体。

通过系统实现添加学员操作

通过系统实现删除学员操作

…

最终可以得出一个结论：这个通讯管理系统，其主要的实体就是通讯录管理系统本身

注意事项

① 为了方便维护代码，一般一个角色一个程序文件

② 项目要有主程序入口，习惯为main.py

3、创建项目

创建类文件 => studentManager.py

创建项目入口文件 => main.py

五、系统的代码开发

1、学员信息存储代码分析

students = [{}, {}, {}]

学员姓名

学员年龄

学员电话

学员信息（姓名、年龄、电话），可以使用字典来表示。但是我们已经学习了面向对象，其学员信息可以完全用对象来进行实现。

学员（主体） => 属性（姓名、年龄、电话）

2、student.py类文件编写

需求：

学员信息包含：姓名、年龄、电话

添加__str__魔法方法，方便查看学员对象信息

# 定义一个Student类
class Student():
    # 定义魔术方法，用于初始化属性信息
    def __init__(self, name, age, mobile):
        self.name = name
        self.age = age
        self.mobile = mobile
    # 定义魔术方法，用于打印输出学员信息
    def __str__(self):
        return f'{self.name}, {self.age}, {self.mobile}'

3、编写studentManager.py代码

studentManager.py

class StudentManager(object):
    # 定义__init__魔术方法，用于初始化操作
    def __init__(self):
        # 定义一个列表，将来用于保存所有学员信息
        self.student_list = []

未来数据的存储格式如下：

self.student_list = [p1, p2, p3, p4, ...]

4、学员管理系统具体功能说明

需求：

存储数据的位置：文件(student.data)

• 加载文件数据

• 修改数据后保存到文件

存储数据的形式：列表存储学员对象

系统功能：

① 添加学员信息

② 删除学员信息

③ 修改学员信息

④ 查询学员信息

⑤ 显示所有学员信息

⑥ 保存学员信息

⑦ 退出系统

编写程序代码，用于实现以上的所有功能：

☆ 基础逻辑代码

class StudentManager(object):
    # 定义一个__init__魔术方法，用于初始化数据
    def __init__(self):
        # 初始化一个student_list属性，用于将来保存所有学员对象信息
        self.student_list = []

    # 定义load_student()方法
    def load_student(self):
        pass

    # 定义静态show_help()方法
    @staticmethod
    def show_help():
        print('-' * 40)
        print('传智教育通讯录管理系统V2.0')
        print('1.添加学员信息')
        print('2.删除学员信息')
        print('3.修改学员信息')
        print('4.查询学员信息')
        print('5.显示所有学员信息')
        # V2.0新增功能
        print('6.保存学员信息')
        print('7.退出系统')
        print('-' * 40)

    def add_student(self):
        pass

    def del_student(self):
        pass

    def mod_student(self):
        pass

    def show_student(self):
        pass

    def show_all(self):
        pass

    def save_student(self):
        pass

    # 定义一个run()方法，专门用于实现对管理系统中各个功能调用
    def run(self):
        # 1、调用一个学员加载方法，用于加载文件中的所有学员信息，加载完成后，把得到的所有学员信息保存在student_list属性中
        self.load_student()
        # 2、显示帮助信息，提示用户输入要实现的功能编号
        while True:
            # 显示帮助信息
            self.show_help()
            # 提示用户输入要操作功能编号
            user_num = int(input('请输入要操作功能的编号：'))
            if user_num == 1:
                self.add_student()
            elif user_num == 2:
                self.del_student()
            elif user_num == 3:
                self.mod_student()
            elif user_num == 4:
                self.show_student()
            elif user_num == 5:
                self.show_all()
            elif user_num == 6:
                self.save_student()
            elif user_num == 7:
                print('感谢您使用传智教育通讯录管理系统V2.0，欢迎下次使用！')
                break
            else:
                print('信息输入错误，请重新输入...')

☆ main.py入口文件的编写

# 从studentManager模块中导入StudentManager类功能
from studentManager import StudentManager

# 定义入口代码
if __name__ == '__main__':
    student_manager = StudentManager()
    student_manager.run()

☆ 编写add_student()学员添加方法实现

需求：用户输入学员姓名、年龄、手机号，将学员添加到系统。

步骤：

① 用户输入姓名、年龄、手机号

② 创建该学员对象（真正添加到列表中的是对象）

③ 将该学员对象添加到列表[] => append()

    from student import Student
	...    
    ...
    ...
    def add_student(self):
        # 提示用户输入学员信息
        name = input('请输入学员的姓名：')
        age = int(input('请输入学员的年龄：'))
        mobile = input('请输入学员的电话：')
        # 使用Student类实例化对象
        student = Student(name, age, mobile)
        # 调用student_list属性，追加student对象信息
        self.student_list.append(student)
        print('学员信息已添加成功')

☆ 编写del_student()学员删除方法实现

需求：用户输入目标学员姓名，如果学员存在则删除该学员。

步骤：

① 用户输入目标学员姓名

② 遍历学员数据列表，如果用户输入的学员姓名存在则删除，否则则提示该学员不存在。

	    def del_student(self):
        # 提示用户输入要删除的学员姓名
        name = input('请输入要删除的学员姓名：')
        # 对student_list属性（本质列表）进行遍历
        for i in self.student_list:
            if i.name == name:
                # 找到了要删除的学员，删除
                self.student_list.remove(i)
                print(f'学员{name}信息删除成功')
                break
        else:
            print('您要删除的学员不存在...')

☆ 编写mod_student()学员修改方法实现

    def mod_student(self):
        # 提示用户输入要修改的学员姓名
        name = input('请输入要修改的学员姓名：')
        # 对student_list属性进行遍历，判断要修改的学员姓名是否存在
        for i in self.student_list:
            if i.name == name:
                i.name = input('请输入修改后的学员姓名：')
                i.age = int(input('请输入修改后的学员年龄：'))
                i.mobile = input('请输入修改后的学员电话：')
                print(f'学员信息修改成功，修改后信息如下 => 学员姓名：{i.name}，学员年龄：{i.age}，学员电话：{i.mobile}')
                break
        else:
            print('您要修改的学员信息不存在...')

☆ 编写show_student()学员查询方法实现

    def show_student(self):
        # 提示用户输入要查询的学员姓名
        name = input('请输入要查询的学员姓名：')
        # 对student_list属性进行遍历
        for i in self.student_list:
            if i.name == name:
                print(i)
                break
        else:
            print('您要查找的学员信息不存在...')

☆ 编写show_all()方法查询所有学员实现

    def show_all(self):
        # 直接对列表进行遍历
        for i in self.student_list:
            print(i)

☆ 编写save_student()方法学员信息保存功能实现

需求：将所有学员信息都保存到存储数据的文件。

步骤：

① 打开文件 ② 读写文件 ③ 关闭文件

思考：

① 文件写入的数据是学员对象的内存地址吗？

答：一定不能是对象的内存地址，因为随着系统的运行，内存地址可能会随时改变。

② 文件内数据要求的数据类型是什么？答：必须是字符串，可以使用str()转换

扩展：把对象转换为dict字典格式 => __dict__

class A(object):
    a = 0
    def __init__(self):
        self.b = 1

aa = A()
# 返回实例属性和值组成的字典
print(aa.__dict__)

案例：demo.py

from student import Student

student_list = []
student = Student('Tom', 23, '10086')
student_list.append(student)

print(student.__dict__)  # {'name': 'Tom', 'age': 23, 'mobile': '10086'}

案例：把[对象1, 对象2, 对象3]中的所有对象都转换为字典

from student import Student

student_list = []
student = Student('Tom', 23, '10086')
student_list.append(student)

student = Student('Harry', 25, '10010')
student_list.append(student)

# [student1, student2, student3, ...]
# list1 = []
# for i in student_list:
#     list1.append(i.__dict__)
# print(list1)

list1 = [i.__dict__ for i in student_list]
print(list1)

最终代码：

	# 把self.student_list转换为字符串保存到student.data文件中
    def save_student(self):
        # 打开文件
        f = open('student.data', 'w', encoding='utf-8')
        # 把列表中的对象转换为字典
        new_list = [i.__dict__ for i in self.student_list]
        # 文件读写（写入）
        f.write(str(new_list))
        # 关闭文件
        f.close()
        # 提示用户数据已经保存成功了
        print('学员信息保存成功')

☆ 编写load_student()方法学员加载功能实现

load_student()方法的作用：在系统启动以后，运行run()方法以后，把student.data文件中保存好的学员信息 => 加载 => self.student_list列表中

student.data => 张三、李四、王五

下次重新运行系统

self.student_list = [张三, 李四, 王五]

添加赵六

self.student_list = [张三, 李四, 王五, 赵六]

需求：每次进入系统后，修改的数据是文件里面的数据

步骤：

☆ 尝试以"r"模式打开学员数据文件，如果文件不存在则以"w"模式打开文件

• 如果文件存在则读取数据

• 读取数据 => str字符串类型 [{}, {}, {}]

• 转换数据类型为列表并转换列表内的字典i[‘name’]为对象i.name

• 存储学员数据到学员列表self.student_list

☆ 关闭文件

    # 定义load_student()方法
    def load_student(self):
        # 捕获异常
        try:
            f = open('student.data', 'r', encoding='utf-8')
        except:
            f = open('student.data', 'w', encoding='utf-8')
        else:
            # 如果文件存在，没有异常，则执行else语句
            content = f.read()
            # 把字符串转换为原数据类型[{}, {}, {}]
            data = eval(content)
            # 把列表中的所有字典 => 转换为对象
            self.student_list = [Student(i['name'], i['age'], i['mobile']) for i in data]

        finally:
            f.close()

最后

以上就是老实缘分为你收集整理的Python模块、包与面向对象综合案例一、Python内置模块二、Python中的自定义模块三、Python中的Package包四、系统需求分析五、系统的代码开发的全部内容，希望文章能够帮你解决Python模块、包与面向对象综合案例一、Python内置模块二、Python中的自定义模块三、Python中的Package包四、系统需求分析五、系统的代码开发所遇到的程序开发问题。

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