2022年 11月 8日

Python — 关于类的学习(四)—导入类

导入类

随着你不断地给类添加功能，文件可能变得很长，即便你妥善地使用了继承亦如此。为遵循Python的总体理念，应让文件尽可能整洁。为在这方面提供帮助，Python允许你将类存储在模块中，然后在主程序中导入所需的模块。

1.导入单个类

下面来创建一个只包含Car类的模块。这让我们面临一个微妙的命名问题：在本章中，已经有一个名为car.py的文件，但这个模块也应命名为car.py，因为它包含表示汽车的代码。我们将这样解决这个命名问题：将Car类存储在一个名为car.py的模块中，该模块将覆盖前面使用的文件car.py。从现在开始，使用该模块的程序都必须使用更具体的文件名，如my_car.py。下面是模块car.py，其中只包含Car类的代码：

"""一个可用于表示汽车的类""" 

class Car():
    """一次模拟汽车的简单尝试"""
    def __init__(self, make, model, year):
        """初始化描述汽车的属性"""
        self.make = make
        self.model = model
        self.year = year
        self.odometer_reading = 0
        
    def get_descriptive_name(self):
        """返回整洁的描述性名称"""
        long_name = str(self.year)+' '+self.make+' '+self.model
        return long_name.title()
        
    def read_odometer(self):
        """打印一条消息，指出汽车的里程"""
        print("This car has "+str(self.odometer_reading)+" miles on it.")
        
    def update_odometer(self, mileage):
        """
        将里程表读数设置为指定的值
        拒绝将里程表往回拨
        """
        if mileage >= self.odometer_reading:
            self.odometer_reading = mileage
        else:
            print("You can't roll back an odometer!")
            
    def increment_odometer(self, miles):
        """将里程表读数增加指定的量"""
        self.odometer_reading+= miles
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我们包含了一个模块级文档字符串，对该模块的内容做了简要的描述。你应为自己创建的每个模块都编写文档字符串。
下面来创建另一个文件——my_car.py，在其中导入Car类并创建其实例：

from car import Car

my_new_car = Car('audi', 'a4', 2016)
print(my_new_car.get_descriptive_name())

my_new_car.odometer_reading = 23
my_new_car.read_odometer()
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import语句让Python打开模块car，并导入其中的Car类。这样我们就可以使用Car类了，就像它是在这个文件中定义的一样。输出与我们在前面看到的一样：

2016 Audi A4
This car has 23 miles on it.
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导入类是一种有效的编程方式。如果在这个程序中包含了整个Car类，它该有多长呀！通过将这个类移到一个模块中，并导入该模块，你依然可以使用其所有功能，但主程序文件变得整洁而易于阅读了。这还能让你将大部分逻辑存储在独立的文件中；确定类像你希望的那样工作后，你就可以不管这些文件，而专注于主程序的高级逻辑了。

2.在一个模块中存储多个类

虽然同一个模块中的类之间应存在某种相关性，但可根据需要在一个模块中存储任意数量的类。类Battery和ElectricCar都可帮助模拟汽车，因此下面将它们都加入模块car.py中：

"""一组用于表示燃油汽车和电动汽车的类"""

class Car():
    --snip--
    
class Battery():
    """一次模拟电动汽车电瓶的简单尝试"""
    
    def __init__(self, battery_size=70):
        """初始化电瓶的属性"""
        self.battery_size = battery_size
        
    def describe_battery(self):
        """打印一条描述电瓶容量的消息"""
        print("This car has a "+str(self.battery_size)+"-kWh battery.")
        
    def get_range(self):
        """打印一条描述电瓶续航里程的消息"""
        if self.battery_size == 70:
            range = 240
        elif self.battery_size == 85:
            range = 270
        message = "This car can go approximately "+str(range)
        message+= " miles on a full charge."
        print(message)
        
class ElectricCar(Car):
    """模拟电动汽车的独特之处"""
    def __init__(self, make, model, year):
        """
        初始化父类的属性，再初始化电动汽车特有的属性
        """
        super().__init__(make, model, year)
        self.battery = Battery()
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现在，可以新建一个名为my_electric_car.py的文件，导入ElectricCar类，并创建一辆电动汽车了：

from car import ElectricCar

my_tesla = ElectricCar('tesla', 'model s', 2016)

print(my_tesla.get_descriptive_name())
my_tesla.battery.describe_battery()
my_tesla.battery.get_range()
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输出与我们前面看到的相同，但大部分逻辑都隐藏在一个模块中：

2016 Tesla Model S
This car has a 70-kWh battery.
This car can go approximately 240 miles on a full charge.
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3.从一个模块中导入多个类

可根据需要在程序文件中导入任意数量的类。如果我们要在同一个程序中创建普通汽车和电动汽车，就需要将Car和ElectricCar类都导入：

from car import Car, ElectricCar

my_beetle = Car('volkswagen', 'beetle', 2016)
print(my_beetle.get_descriptive_name())

my_tesla = ElectricCar('tesla', 'roadster', 2016)
print(my_tesla.get_descriptive_name())
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输出结果：

2016 Volkswagen Beetle
2016 Tesla Roadster
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4.导入整个模块

你还可以导入整个模块，再使用句点表示法访问需要的类。这种导入方法很简单，代码也易于阅读。由于创建类实例的代码都包含模块名，因此不会与当前文件使用的任何名称发生冲突。
下面的代码导入整个car模块，并创建一辆普通汽车和一辆电动汽车：

import car

my_beetle = car.Car('volkswagen', 'beetle', 2016)
print(my_beetle.get_descriptive_name())

my_tesla = car.ElectricCar('tesla', 'roadster', 2016)
print(my_tesla.get_descriptive_name())
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5.导入模块中的所有类

要导入模块中的每个类，可使用下面的语法：

frommodule_name import *
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不推荐使用这种导入方式，其原因有二。首先，如果只要看一下文件开头的import语句，就能清楚地知道程序使用了哪些类，将大有裨益；但这种导入方式没有明确地指出你使用了模块中的哪些类。这种导入方式还可能引发名称方面的困惑。如果你不小心导入了一个与程序文件中其他东西同名的类，将引发难以诊断的错误。这里之所以介绍这种导入方式，是因为虽然不推荐使用这种方式，但你可能会在别人编写的代码中见到它。
需要从一个模块中导入很多类时，最好导入整个模块，并使用module_name.class_name语法来访问类。这样做时，虽然文件开头并没有列出用到的所有类，但你清楚地知道在程序的哪些地方使用了导入的模块；你还避免了导入模块中的每个类可能引发的名称冲突。

6.在一个模块中导入另一个模块

有时候，需要将类分散到多个模块中，以免模块太大，或在同一个模块中存储不相关的类。将类存储在多个模块中时，你可能会发现一个模块中的类依赖于另一个模块中的类。在这种情况下，可在前一个模块中导入必要的类。
例如，下面将Car类存储在一个模块中，并将ElectricCar和Battery类存储在另一个模块中。我们将第二个模块命名为electric_car.py（这将覆盖前面创建的文件electric_car.py），并将Battery和ElectricCar类复制到这个模块中：

"""一组可用于表示电动汽车的类"""
from car import Car
class Battery():
    --snip--
class ElectricCar(Car):
    --snip--
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ElectricCar类需要访问其父类Car，因此，我们直接将Car类导入该模块中。如果我们忘记了这行代码，Python将在我们试图创建ElectricCar实例时引发错误。我们还需要更新模块car，使其包含Car类：

"""一个可用于表示汽车的类"""
class Car():
    --snip--
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现在可以分别从每个模块中导入类，以根据需要创建任何类型的汽车了：

from car import Car

from electric_car import ElectricCar
my_beetle = Car('volkswagen', 'beetle', 2016)
print(my_beetle.get_descriptive_name())

my_tesla = ElectricCar('tesla', 'roadster', 2016)
print(my_tesla.get_descriptive_name())
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我们从模块car中导入了Car类，并从模块electric_car中导入ElectricCar类。接下来，我们创建了一辆普通汽车和一辆电动汽车。这两种汽车都得以正确地创建：

2016 Volkswagen Beetle
2016 Tesla Roadster
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