[Python知识库]python中特殊文件和特殊函数

导入模块

模块通常为单独的.py文件，可以用import直接引用，可以作为模块的文件类型有.py、.pyo、.pyc、.pyd、.so、.dll在导入模块时，解释器做以下工作：

1. 已导入模块的名称创建新的命名空间，通过该命名空间就可以访问导入模块的属性和方法。
2. 在新创建的命名空间中执行源代码文件。
3. 创建一个名为源代码文件的对象，该对象引用模块的名字空间，这样就可以通过这个对象访问模块中的函数及变量

import 语句可以在程序的任何位置使用，你可以在程序中多次导入同一个模块，但模块中的代码仅仅在该模块被首次导入时执行。后面的import语句只是简单的创建一个到模块名字空间的引用而已。sys.modules字典中保存着所有被导入模块的模块名到模块对象的映射。

导入包

多个相关联的模块组成一个包，即多个.py文件构成一个包，以便于维护和使用，同时能有限的避免命名空间的冲突。一般来说，包的结构可以是这样的：

package
  |- subpackage1
      |- __init__.py
      |- a.py
  |- subpackage2
      |- __init__.py
      |- b.py

有以下几种导入方式

import subpackage1.a # 将模块subpackage.a导入全局命名空间，例如访问a中属性时用subpackage1.a.attr
from subpackage1 import a #　将模块a导入全局命名空间，例如访问a中属性时用a.attr_a
from subpackage1.a import attr_a # 将模块a的属性直接导入到命名空间中，例如访问a中属性时直接用attr_a

使用from语句可以把模块直接导入当前命名空间，from语句并不引用导入对象的命名空间，而是将被导入对象直接引入当前命名空间

可以被import语句导入的对象是以下类型：

• 模块文件（.py文件）
• C或C++扩展（已编译为共享库或DLL文件）
• 包（包含多个模块）
• 内建模块（使用C编写并已链接到Python解释器中）

特殊文件

1、__init__.py文件

__init__.py文件的作用就是将该文件所处的文件夹当做一个模块来管理，每当有外部文件来import的时候，就会执行里面的函数

__init__.py是怎么工作的

当一个目录下含有这个文件，则这个文件夹就是一个python模块，通常__init__.py文件为空，但是我们还可以为它增加其他的功能。我们在导入一个包时，实际上是导入了它的__init__.py文件。这样我们可以在__init__.py文件中批量导入我们所需要的模块，而不再需要一个一个的导入。

当import导入该模块时，同时会执行该文件内容，当导入该模块中的某个函数时需要加上该包名，不然就会报错，如下，当在其他文件中要导入子包subpackage_1中的test11函数时，需要加上包名mypackage

from mypackage.subpackage_1 import test11

__init__.py中还有一个重要的变量，__all__, 它用来将模块全部导入。

# __init__.py
__all__ = ['os', 'sys', 're', 'urllib']

# a.py
from package import *

这时就会把注册在__init__.py文件中__all__列表中的模块和包导入到当前文件中来。在了解了__init__.py的工作原理后，应该能理解该文件就是一个正常的python代码文件。因此可以将初始化代码放入该文件中。

2、.pyc与 .pyo文件

.py文件在汇编时，会生成.pyc文件，在汇编时，会将.py文件中的import的文件链接起来汇编成字节码写到一个.pyc文件中，后面执行时，就直接执行.pyc文件，省去每次都要重新汇编，提高运行速度，（当.py文件的修改时间发生改变，这样会生成新的.pyc文件）在解释器使用-O选项时，将使用同名的.pyo文件，这个文件去掉了断言（assert）、断行号以及其他调试信息，体积更小，运行更快。（使用-OO选项，生成的.pyo文件会忽略文档信息）

特殊函数

1、构造函数

构造函数是一种特殊的类成员方法，主要用在创建对象时初始化对象
python中的构造函数用__init__命名

2、析构函数

析构函数是构造函数的反函数，在销毁对象时调用他们，往往用来做清理善后，
例如：数据库连接对象可以在析构函数中释放对数据库实例资源的占用
python中为类定义析构函数的方法是在类中定义一个名为__del__的没有返回值和参数的函数
python中显示销毁对象的方法，使用del关键

3、静态函数和类函数

python中支持两种基于类名访问成员函数：静态函数和类函数
不同点：类函数有一个隐形参数cls可以用来获取类信息
静态函数使用装饰器@staicmethod定义
类函数使用装饰器@classmethod定义

4、以下划线开头的函数

• 单前导下划线：_var
• 单末尾下划线：var_
• 双前导下划线：__var
• 双前导和末尾下划线：__var__
• 单下划线：_

单线划：_var

下划线前缀的含义是告知其他程序员：以单个下划线开头的变量或方法仅供内部使用。 该约定在PEP 8中有定义。这不是Python强制规定的。 Python不像Java那样在“私有”和“公共”变量之间有很强的区别。

如果使用通配符从模块中导入所有名称，则Python不会导入带有前导下划线的名称（除非模块定义了覆盖此行为的__all__列表）

# This is my_module.py:

def external_func():
   return 23

def _internal_func():
   return 42

>>> from my_module import *
>>> external_func()
23
>>> _internal_func()
NameError: "name '_internal_func' is not defined"

与通配符导入不同，常规导入不受前导单个下划线命名约定的影响：

>>> import my_module
>>> my_module.external_func()
23
>>> my_module._internal_func()
42

单末尾下划线 var_

有时候，一个变量的最合适的名称已经被一个关键字所占用。 因此，像class或def这样的名称不能用作Python中的变量名称。 在这种情况下，你可以附加一个下划线来解决命名冲突，总之，单个末尾下划线（后缀）是一个约定，用来避免与Python关键字产生命名冲突。 PEP 8解释了这个约定。

双前导下划线：__var

到目前为止，我们所涉及的所有命名模式的含义，来自于已达成共识的约定。 而对于以双下划线开头的Python类的属性（包括变量和方法），情况就有点不同了。双下划线前缀会导致Python解释器重写属性名称，以避免子类中的命名冲突。这也叫做名称修饰（name mangling） — 解释器会更改变量的名称，以便在类被扩展的时候不容易产生冲突。对于该属性的调用可以通过方法调用，而不能直接调用该属性，类似实现属性的私有，例如：

class ManglingTest:
   def __init__(self):
       self.__mangled = 'hello'

   def get_mangled(self):
       return self.__mangled

>>> ManglingTest().get_mangled() # 通过方法获取该函数的值
'hello'
>>> ManglingTest().__mangled # 直接调用该属性时会报错
AttributeError: "'ManglingTest' object has no attribute '__mangled'"

但我们依然可以通过特殊方法来直接获取该属性的值，即通过（_类名__属性)的方式获取，例如

>>> ManglingTest()._ManglingTest__mangled
'hello'

所以在python中并没有真正的私有变量，python解释器会自动将__var修饰为： _类名__属性，该特性对于以双下划线开头的方法依然适用

class MangledMethod:
   def __method(self):
       return 42
   def call_it(self):
   	  return self.__method()
  
>>> MangledMethod().__method() # 直接调用该方法会报错
AttributeError: "'MangledMethod' object has no attribute '__method'"
>>> MangledMethod().call_it()
42
>>> MangledMethod()._MangledMethod__method() # 通过该形式也是可以调用该方法
42

双前导和双末尾下划线 var

如果一个名字同时以双下划线开始和结束，则不会应用名称修饰。不同于仅有双下滑线开头的变量或函， 由双下划线前缀和后双下滑线包围的变量不会被Python解释器修改，但是，Python保留了有双前导和双末尾下划线的名称，用于特殊用途。 这样的例子有，__init__(对象构造函数)，或__call__（该函数是使得一个对象可以被调用）最好避免在自己的程序中使用以双下划线开头和结尾的名称，以避免与将来Python语言的变化产生冲突。

单下划线

按照习惯，有时候单个独立下划线是用作一个名字，来表示某个变量是临时的或无关紧要的。

例如，在下面的循环中，我们不需要访问正在运行的索引，我们可以使用“_”来表示它只是一个临时值：

>>> for _ in range(32):
...    print('Hello, World.')

>>> car = ('red', 'auto', 12, 3812.4)
>>> color, _, _, mileage = car
>>> color
'red'
>>> mileage
3812.4
>>> _
12