Как подключить библиотеки в питоне

Модулем в Python называется любой файл с программой (да-да, все те программы, которые вы писали, можно назвать модулями). В этой статье мы поговорим о том, как создать модуль, и как подключить модуль, из стандартной библиотеки или написанный вами.

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, а например, на C или C++.

Подключение модуля из стандартной библиотеки

Подключить модуль можно с помощью инструкции import. К примеру, подключим модуль os для получения текущей директории:

После ключевого слова import указывается название модуля. Одной инструкцией можно подключить несколько модулей, хотя этого не рекомендуется делать, так как это снижает читаемость кода. Импортируем модули time и random.

После импортирования модуля его название становится переменной, через которую можно получить доступ к атрибутам модуля. Например, можно обратиться к константе e, расположенной в модуле math:

Стоит отметить, что если указанный атрибут модуля не будет найден, возбудится исключение AttributeError. А если не удастся найти модуль для импортирования, то ImportError.

Использование псевдонимов

Если название модуля слишком длинное, или оно вам не нравится по каким-то другим причинам, то для него можно создать псевдоним, с помощью ключевого слова as.

Теперь доступ ко всем атрибутам модуля math осуществляется только с помощью переменной m, а переменной math в этой программе уже не будет (если, конечно, вы после этого не напишете import math, тогда модуль будет доступен как под именем m, так и под именем math).

Инструкция from

Подключить определенные атрибуты модуля можно с помощью инструкции from. Она имеет несколько форматов:

Первый формат позволяет подключить из модуля только указанные вами атрибуты. Для длинных имен также можно назначить псевдоним, указав его после ключевого слова as.

Импортируемые атрибуты можно разместить на нескольких строках, если их много, для лучшей читаемости кода:

Второй формат инструкции from позволяет подключить все (точнее, почти все) переменные из модуля. Для примера импортируем все атрибуты из модуля sys:

Следует заметить, что не все атрибуты будут импортированы. Если в модуле определена переменная __all__ (список атрибутов, которые могут быть подключены), то будут подключены только атрибуты из этого списка. Если переменная __all__ не определена, то будут подключены все атрибуты, не начинающиеся с нижнего подчёркивания. Кроме того, необходимо учитывать, что импортирование всех атрибутов из модуля может нарушить пространство имен главной программы, так как переменные, имеющие одинаковые имена, будут перезаписаны.

Создание своего модуля на Python

Теперь пришло время создать свой модуль. Создадим файл mymodule.py, в которой определим какие-нибудь функции:

Теперь в этой же папке создадим другой файл, например, main.py:

Поздравляю! Вы сделали свой модуль! Напоследок отвечу ещё на пару вопросов, связанных с созданием модулей:

Как назвать модуль?

Помните, что вы (или другие люди) будут его импортировать и использовать в качестве переменной. Модуль нельзя именовать также, как и ключевое слово (их список можно посмотреть тут). Также имена модулей нельзя начинать с цифры. И не стоит называть модуль также, как какую-либо из встроенных функций. То есть, конечно, можно, но это создаст большие неудобства при его последующем использовании.

Язык программирования Python имеет много встроенных функций. Однако их не хватает для решения всех видов задач, поэтому программисты добавляют инструменты, подключая модули.

Что такое модуль

Это отдельный файл, содержащий какой-то код. Любой скрипт, написанный программистом на Python 3, можно назвать модулем. Он может быть как исполняемым, так и подключаемым. Исполняемый модуль содержит код, который самостоятельно выполняет какие-то действия, а подключаемый представляет из себя набор функций, классов и объектов, которые можно использовать для решения задач в другой программе.

Разделение программ на модули даёт ряд преимуществ:

• Программа имеет понятную структуру, что позволяет программисту легко ориентироваться в тысячах строк кода.
• Позволяют использовать одни и те же имена для функций, то есть не допускают пересечений имён.
• Программисту не нужно загружать скрипт большим количеством функций, большая часть которых не используется, достаточно подключить только нужные модули или их части.

Исполняемый и подключаемый модуль

Можно написать такой скрипт, который будет и выполнять какие-то действия (программа), и импортироваться в другие модули (библиотека).

Его важно правильно оформить:

1. Весь исполняемый код помещается в функцию main() .
2. Функция main() вызывается после условия:

Подключение модуля

Это можно сделать разными способами, выбор зависит только от нужд и желаний программиста.

Модули в Python — это файлы с расширением “.py”. При импорте расширение опускается, интерпретатор и так знает, что после команды import следует имя модуля.

Программист может без проблем подключить любой модуль, который есть в стандартной библиотеке Python 3. Для подключения специфичных пользовательских инструментов сначала нужно их скачать. Обычно для этого используется пакетный менеджер pip.

Обычное подключение — import

Подключать модули желательно в самом вверху скрипта, используя ключевое слово “import”, например import random .

После подключения программа получает доступ ко всем функциям, методам и классам, содержащимся в нём.

Программист может вызвать любую функцию из подключенной библиотеки используя префикс “ имя_модуля. “. Пример: random.randint(1,15) где random — это библиотека, которую мы подключили, а randint — имя функции, которая в ней описана.

Этот способ не допускает пересечения имён, то есть программист может использовать одно и то же имя функции в скрипте, точно такое же, как и в подключаемой библиотеке и не бояться, что после её подключения, функция будет переопределена.

Вот полный пример использования инструкции import в Python 3:

Использование псевдонимов — as

Некоторые модули имеют длинное и неудобное название. Для удобства и сокращения количества кода программист может заменить его на своё.

Например, если написать “ import random as rand “, то вместо длинного random для обращения к функциям библиотеки можно будет использовать короткое rand .

Импорт компонентов — from

Чтобы не захламлять программу большим количеством неиспользуемых инструментов, можно подключать не весь модуль, а какую-то его часть.

Например, программист хочет использовать только одну функцию из математической библиотеки math . Если он подключит всю библиотеку, то в скрипт добавится более 40 функций, которые будут занимать место. Чтобы добавить в проект какую-то часть, используют ключевое слово from :

Таким образом, основной скрипт получает доступ только к определённой функции. Кроме того, при таком подключении при вызове функций из подключённого модуля не используется префикс. Важно не забывать об этом, чтобы не допустить конфликта имён.

Можно подключить несколько функций сразу в одной строке. Для этого их надо перечислить через запятую.

Если после import написать символ звёздочки “*”, подключится все содержимое модуля. Это считается плохим тоном, потому что может привести к совпадению имён из основного скрипта с именами из подключаемого. Но если программист уверен, что использовал уникальные названия для функций и переменных, теоретически он может использовать этот способ.

Перезагрузка библиотеки

За один сеанс модуль можно импортировать только один раз. Если программист после импорта, изменит в файле, который импортировал что-либо, а потом снова его импортирует, основная программа не будет видеть этих изменений.

Всё потому, что при импорте библиотека кешируется, когда её пытаются импортировать снова, интерпретатор Python просто использует сохранённую в кэше копию.

Если всё же необходимо перезагрузить модуль, на помощью приходит функция reload() из стандартной библиотеки importlib. Перезагрузка не влияет на объекты, ссылающиеся на импортированный модуль, и позволяет реализовать динамическую перезагрузку компонентов программы.

Подключение из другой папки

Библиотеки подключаются очень просто, когда интерпретатор Python знает, где их искать. Python ищет модули:

• В папке исполняемого скрипта.
• Во встроенных модулях (built-in).
• В директориях, определённых в sys.path (также содержит переменную PYTHONPATH).

Чтобы импортировать модуль из другой папки в Python 3, можно сделать следующее:

• Добавить путь к папке с модулем с помощью команды библиотеки sys –
• Или переместить модуль в папку, определённую в путях поиска интерпретатора Python.

Для того чтобы директория, содержащая файлы, определялась как пакет, в неё необходимо добавить файл __init__.py. Он показывает интерпретатору Python, что папка — это пакет с модулями.

Начиная с версии Python 3.3, добавлять файл __init__.py в директорию больше не нужно, интерпретатор Python считает все папки пакетами.

Прежде чем что-то устанавливать, давайте разберёмся, что такое пакет, чем он отличается от модуля, и как с ним работать. У слова «пакет» применительно к Python два значения.

C одной стороны, пакеты Python — это Py-приложения, дополнения или утилиты, которые можно установить из внешнего репозитория: Github, Bitbucket, Google Code или официального Python Package Index . На сервере пакеты хранятся в .zip и .tar архивах, либо в дополнительной упаковке — «яйцах» (.egg, старый формат) или «колесах» (.whl). В составе пакета, как правило, есть сценарий установки setup.py, который хранит сведения о зависимостях — других пакетах и модулях, без которых пакет работать не будет.

С другой стороны, если речь об архитектуре Python-приложения, пакет — это каталог, внутри которого файл __init__.py и, опционально, другие каталоги и файлы .py . Так большую Python-программу разбивают на пакеты и модули. Модуль — файл с исходным кодом, который можно использовать в других приложениях: как «заготовку» для будущих проектов или как часть библиотеки/фреймворка. Но к теме статьи это прямого отношения не имеет, поэтому дальше мы будем говорить только о пакетах из репозиториев.

Чтобы за секунды устанавливать пакеты со всеми зависимостями, используют менеджер пакетов pip или модуль easy_install . В большинстве случаев рекомендуется использовать pip. И только если у вас есть инфраструктура на пакетах .egg, которые pip не открывает, нужен easy_install.

Установка PIP для Python 3 и 2

Если вы используете виртуальные окружения на базе venv или virtualenv, pip уже установлен. Начиная с Python 3.4 (для Python 2 — с версии 2.7.9) pip поставляется вместе с интерпретатором. Для более ранних версий устанавливать менеджер пакетов нужно вручную. Вариантов два:

C помощью скрипта get_pip.py — быстро.

Через setuptools — кроме pip сможем использовать easy_install.

Вариант 1. Скачиваем скрипт get_pip.py и запускаем в консоли. Для этого открываем терминал через Win+R>"cmd">OK и пишем:

Остальное установщик сделает сам: если нужно, попутно установит wheel (для распаковки .whl-колес) и setuptools. Чтобы запретить инсталляцию дополнительных инструментов, можно добавить в строку ключи —no-setuptools и/или —no-wheels.

Если возникает ошибка, путь к Python не прописан в переменной среды $PATH. Нужно либо найти эту переменную в системном реестре и задать её значение, либо каждый раз указывать полный путь до python.exe, а за ним уже имя исполняемого Py-файла:

Полный путь полезен и в том случае, если у вас на компьютере несколько версий Python и вы ставите пакет для одной из них.

Вариант 2. Скачиваем архив с setuptools из PYPI и распаковываем в отдельный каталог. В терминале переходим в директорию setuptools c файлом setup.py и пишем:

python setup.py install

Обновить pip для Python в Windows можно так:
python pip install -U pip

Если это не работает, нужно добавить путь к папке с pip в $PATH.

Установка пакета в pip

Пора запустить pip в Python и начать устанавливать пакеты короткой командой из консоли:

pip install имя_пакета

При установке в Windows, перед pip нужно добавить "python -m".

Обновить пакет не сложнее:

pip install имя_пакета -U

Если у вас последняя версия пакета, но вы хотите принудительно переустановить его:

pip install —force-reinstall

Посмотреть список установленных пакетов Python можно с помощью команды:

Найти конкретный пакет по имени можно командой "pip search". О других командах можно прочесть в справке, которая выдается по команде "pip help".

Удаление пакета Python

Когда пакет больше не нужен, пишем:

pip uninstall имя_пакета

Как установить пакеты в Python без pip

Формат .egg сейчас используют не часто, поэтому pip его не поддерживает. Модуль easy_install умеет устанавливать как .egg, так и обычные пакеты, но есть у него важные минусы:

он не удаляет пакеты,

он может пытаться установить недозагруженный пакет.

Использовать easy_install можно сразу после установки setuptools. Хранится модуль в папке Scripts вашего интерпретатора. Если у вас в $PATH верно прописан путь, ставить пакеты из PYPI можно короткой командой:

Для обновления после install и перед именем пакета нужно ставить ключ -U. Откатиться до нужной версии можно так:

Если нужно скачать пакет из альтернативного источника, вы можете задать URL или локальный адрес на компьютере:

Чтобы узнать об опциях easy_install, запустим его с ключом -h:

Список пакетов, установленных через easy_install, хранится в файле easy-install.pth в директории /libs/site-packages/ вашего Python.

К счастью, удалять установленные через easy_install пакеты можно с помощью pip. Если же его нет, потребуется удалить пакет вручную и стереть сведения о нем из easy-install.pth.

Теперь вы умеете ставить и удалять пакеты для вашей версии Python.

Прежде чем что-то устанавливать, давайте разберёмся, что такое пакет, чем он отличается от модуля, и как с ним работать. У слова «пакет» применительно к Python два значения.

C одной стороны, пакеты Python — это Py-приложения, дополнения или утилиты, которые можно установить из внешнего репозитория: Github, Bitbucket, Google Code или официального Python Package Index . На сервере пакеты хранятся в .zip и .tar архивах, либо в дополнительной упаковке — «яйцах» (.egg, старый формат) или «колесах» (.whl). В составе пакета, как правило, есть сценарий установки setup.py, который хранит сведения о зависимостях — других пакетах и модулях, без которых пакет работать не будет.

С другой стороны, если речь об архитектуре Python-приложения, пакет — это каталог, внутри которого файл __init__.py и, опционально, другие каталоги и файлы .py . Так большую Python-программу разбивают на пакеты и модули. Модуль — файл с исходным кодом, который можно использовать в других приложениях: как «заготовку» для будущих проектов или как часть библиотеки/фреймворка. Но к теме статьи это прямого отношения не имеет, поэтому дальше мы будем говорить только о пакетах из репозиториев.

Чтобы за секунды устанавливать пакеты со всеми зависимостями, используют менеджер пакетов pip или модуль easy_install . В большинстве случаев рекомендуется использовать pip. И только если у вас есть инфраструктура на пакетах .egg, которые pip не открывает, нужен easy_install.

Установка PIP для Python 3 и 2

Если вы используете виртуальные окружения на базе venv или virtualenv, pip уже установлен. Начиная с Python 3.4 (для Python 2 — с версии 2.7.9) pip поставляется вместе с интерпретатором. Для более ранних версий устанавливать менеджер пакетов нужно вручную. Вариантов два:

C помощью скрипта get_pip.py — быстро.

Через setuptools — кроме pip сможем использовать easy_install.

Вариант 1. Скачиваем скрипт get_pip.py и запускаем в консоли. Для этого открываем терминал через Win+R>"cmd">OK и пишем:

Остальное установщик сделает сам: если нужно, попутно установит wheel (для распаковки .whl-колес) и setuptools. Чтобы запретить инсталляцию дополнительных инструментов, можно добавить в строку ключи —no-setuptools и/или —no-wheels.

Если возникает ошибка, путь к Python не прописан в переменной среды $PATH. Нужно либо найти эту переменную в системном реестре и задать её значение, либо каждый раз указывать полный путь до python.exe, а за ним уже имя исполняемого Py-файла:

Полный путь полезен и в том случае, если у вас на компьютере несколько версий Python и вы ставите пакет для одной из них.

Вариант 2. Скачиваем архив с setuptools из PYPI и распаковываем в отдельный каталог. В терминале переходим в директорию setuptools c файлом setup.py и пишем:

python setup.py install

Обновить pip для Python в Windows можно так:
python pip install -U pip

Если это не работает, нужно добавить путь к папке с pip в $PATH.

Установка пакета в pip

Пора запустить pip в Python и начать устанавливать пакеты короткой командой из консоли:

pip install имя_пакета

При установке в Windows, перед pip нужно добавить "python -m".

Обновить пакет не сложнее:

pip install имя_пакета -U

Если у вас последняя версия пакета, но вы хотите принудительно переустановить его:

pip install —force-reinstall

Посмотреть список установленных пакетов Python можно с помощью команды:

Найти конкретный пакет по имени можно командой "pip search". О других командах можно прочесть в справке, которая выдается по команде "pip help".

Удаление пакета Python

Когда пакет больше не нужен, пишем:

pip uninstall имя_пакета

Как установить пакеты в Python без pip

Формат .egg сейчас используют не часто, поэтому pip его не поддерживает. Модуль easy_install умеет устанавливать как .egg, так и обычные пакеты, но есть у него важные минусы:

он не удаляет пакеты,

он может пытаться установить недозагруженный пакет.

Использовать easy_install можно сразу после установки setuptools. Хранится модуль в папке Scripts вашего интерпретатора. Если у вас в $PATH верно прописан путь, ставить пакеты из PYPI можно короткой командой:

Для обновления после install и перед именем пакета нужно ставить ключ -U. Откатиться до нужной версии можно так:

Если нужно скачать пакет из альтернативного источника, вы можете задать URL или локальный адрес на компьютере:

Чтобы узнать об опциях easy_install, запустим его с ключом -h:

Список пакетов, установленных через easy_install, хранится в файле easy-install.pth в директории /libs/site-packages/ вашего Python.

К счастью, удалять установленные через easy_install пакеты можно с помощью pip. Если же его нет, потребуется удалить пакет вручную и стереть сведения о нем из easy-install.pth.

Теперь вы умеете ставить и удалять пакеты для вашей версии Python.