Wenn Sie gerade erst mit der Programmierung in Python beginnen, wird der gesamte Code normalerweise in einer Datei abgelegt. Aber wenn Projekte wachsen, ist es notwendig, den Code besser zu organisieren und vorgefertigte Lösungen zu verwenden. Hier kommen Module und Bibliotheken ins Spiel.
Was ist ein Modul?
Ein Modul ist einfach eine Datei mit der Erweiterung .py, die Python-Code enthält. Dies kann eine Reihe von Funktionen, Klassen oder Variablen sein, die Sie in anderen Programmen verwenden möchten. Module helfen dabei, ein großes Programm in logische Teile zu unterteilen und Code-Duplikate zu vermeiden.
Stellen Sie sich vor, Sie haben eine nützliche Funktion für die Arbeit mit Daten geschrieben. Anstatt sie in jedes neue Projekt zu kopieren, können Sie sie in einer separaten Datei speichern und nach Bedarf importieren.
Wie werden die Module verwendet?
Erstellen Sie ein einfaches Modul calculator.py:
def add(a, b):
return a + b
def subtract(a, b):
return a - b
def multiply(a, b):
return a * bJetzt können wir diese Funktionen in einer anderen Datei verwenden:
import calculator
result = calculator.add(5, 3)
print(result) # 8Es gibt mehrere Möglichkeiten zum Importieren:
# Gesamtes Modul importieren
import calculator
# Bestimmte Funktionen importieren
from calculator import add, multiply
# Mit Alias importieren
import calculator as calc
# Alles importieren (nicht empfohlen)
from calculator import *Eingebaute Python-Module
Python wird mit einer umfangreichen Standardbibliothek geliefert - einer Reihe integrierter Module, die viele typische Probleme lösen. Hier sind einige der nützlichsten:
mathematik - mathematische Funktionen:
import math
print(math.sqrt(16)) # 4.0
print(math.pi) # 3.141592653589793random — Generierung von Zufallszahlen:
import random
print(random.randint(1, 10)) # Zufallszahl von 1 bis 10
print(random.choice(['apple', 'banana', 'cherry']))datetime - Arbeiten mit Datum und Uhrzeit:
from datetime import datetime
now = datetime.now()
print(now.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S"))os - Interaktion mit dem Betriebssystem:
import os
print(os.getcwd()) # aktuelles Verzeichnis
os.mkdir('new_folder') # Ordner erstellen
Was ist eine Bibliothek?
Eine Bibliothek ist eine Sammlung von Modulen, die zur Lösung bestimmter Probleme kombiniert werden. Bibliotheken können sowohl eingebettet als auch extern (von Drittanbietern) sein. Externe Bibliotheken werden von der Entwickler-Community erstellt und erweitern die Möglichkeiten von Python erheblich.
Installation externer Bibliotheken
Der Paketmanager pip wird verwendet, um Bibliotheken von Drittanbietern zu installieren. Er wird normalerweise zusammen mit Python installiert.
pip install requests
pip install pandas
pip install numpyNach der Installation kann die Bibliothek auf die gleiche Weise wie das integrierte Modul importiert werden:
import requests
response = requests.get('https://api.github.com')
print(response.status_code)Beliebte Bibliotheken für Anfänger
requests - einfache Arbeit mit HTTP-Anfragen:
import requests
response = requests.get('https://api.example.com/data')
data = response.json()BeautifulSoup — HTML- und XML-Parsing:
from bs4 import BeautifulSoup
html = '<html><body><h1>Hello</h1></body></html>'
soup = BeautifulSoup(html, 'html.parser')
print(soup.h1.text) # HelloPandas — Datenanalyse und -verarbeitung:
import pandas as pd
data = {'name': ['Alice', 'Bob'], 'age': [25, 30]}
df = pd.DataFrame(data)
print(df)Pillow — Bildverarbeitung:
from PIL import Image
img = Image.open('photo.jpg')
img_resized = img.resize((800, 600))
img_resized.save('photo_small.jpg')Erstellen eigener Pakete
Wenn das Projekt wächst, werden die Module in Pakete zusammengefasst - Verzeichnisse mit der Datei __init__.py. Auf diese Weise können Sie eine hierarchische Struktur erstellen:
my_package/
__init__.py
module1.py
module2.py
subpackage/
__init__.py
module3.pyJetzt können Sie wie folgt importieren:
from my_package import module1
from my_package.subpackage import module3Befund
Module und Bibliotheken sind ein mächtiges Werkzeug, das Python zu einer so beliebten und vielseitigen Sprache macht. Sie ermöglichen es Ihnen, nicht nur Ihren eigenen Code zu strukturieren, sondern auch die Errungenschaften von Tausenden von Entwicklern auf der ganzen Welt zu nutzen. Beginnen Sie mit dem Studium der Standardbibliothek und machen Sie sich dann nach und nach mit beliebten externen Paketen vertraut. Mit der Zeit werden Sie lernen, die richtigen Werkzeuge schnell zu finden und effektiv anzuwenden.
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