ساخت ماژول در پایتون — آموزش ایجاد ماژول به زبان ساده

برنامه‌نویسی ماژولار، رویکردی برای طراحی نرم‌افزار است که با استفاده از آن، می‌توان اجزای یک برنامه را به بخش‌های کوچک‌تر تقسیم کرد. به هر یک از این بخش‌های کوچک‌تر برنامه، ماژول گفته می‌شود. با استفاده از این رویکرد برنامه‌نویسی، می‌توان ماژول‌ها را به صورت جداگانه ایجاد کرد و آن‌ها را به طور مستقل مورد بررسی و آزمایش قرار داد. همچنین، از ماژول‌های ساخته شده می‌توان در سایر پروژه‌های برنامه‌نویسی استفاده کرد. زبان برنامه‌نویسی پایتون به عنوان یکی از زبان‌های برنامه‌نویسی شئ‌گرا، از برنامه‌نویسی ماژولار پشتیبانی می‌کند. در مقاله حاضر سعی شده است تا حد امکان به‌طور جامع به نحوه ساخت ماژول در پایتون پرداخته و شیوه‌های مختلف فراخوانی ماژول‌ها در پایتون به همراه مثال شرح داده شوند.

ماژول چیست ؟

برنامه‌های کامپیوتری می‌توانند از بخش‌های متعدد و جداگانه‌ای تشکیل شوند که به هر یک از این بخش‌ها، ماژول گفته می‌شود؛ به عبارتی، عملیات‌ مختلف یک برنامه کامپیوتری را می‌توان با استفاده از ماژول‌های جداگانه تعریف کرد.

با تخصیص دادن نام‌های منحصربفرد به کدهای ماژولار شده، می‌توان به دفعات از آن‌ها در برنامه استفاده کرد؛ به عبارت دیگر، زمانی که نیاز است از قطعه کدی چندین بار در برنامه فعلی خود یا در سایر پروژه‌های برنامه‌نویسی استفاده شود، تنها باید نام ماژول مورد نظر را در برنامه فراخوانی کرد. بدین ترتیب، با استفاده از این روش می‌توان از نوشتن کدهای تکراری در برنامه جلوگیری کرد.

برنامه‌نویسی ماژولار خوانایی و کارایی برنامه را افزایش می‌دهد و به تسریع نوشتن برنامه کامپیوتری و تست آن کمک می‌کند. به‌علاوه، چنین رویکردی در کدنویسی به برنامه‌نویس این امکان را می‌دهد که تنها بر بخش خاصی از برنامه تمرکز داشته باشد. در ادامه، به توضیح انواع ماژول و نحوه ساخت ماژول در پایتون پرداخته می‌شود.

انواع ماژول در پایتون کدامند ؟

زبان برنامه‌نویسی پایتون یکی از زبان‌های برنامه‌نویسی شئ‌گرا محسوب می‌شود که از رویکرد برنامه‌نویسی ماژولار پشتیبانی می‌کند؛ به عبارتی، می‌توان از کدهایی که به صورت مکرر در پروژه‌های مختلف برنامه‌نویسی به کار می‌روند، در قالب توابع مستقل یا متد کلاس استفاده کرد.

برای ساخت ماژول در پایتون، می‌توان از فایلی با پسوند py. استفاده کرد؛ به عبارتی، هر فایلی با پسوند py. در پایتون، ماژول تلقی می‌شود. ماژول‌های پایتون را می‌توان به دو دسته تقسیم‌بندی کرد:

• «ماژول‌های توکار» (Built-in Modules): ماژول‌های توکار، ماژول‌های از پیش تعریف شده‌ای هستند که می‌توان از طریق «کتابخانه استاندارد پایتون» (Python Standard Library) به آن‌ها دسترسی داشت. با دستور pip  می‌توان ماژول‌های توکار را برروی سیستم نصب و در پروژه‌های مختلف برنامه‌نویسی از آن‌ها استفاده کرد. دستور pip مدیریت «بسته‌های» (Packages) پایتون را برعهده دارد و امکان نصب ماژول‌ها و بسته‌های موجود در کتابخانه پایتون را فراهم می‌کند.
• «ماژول‌های تعریف شده توسط کاربر» (User-Defined Modules): برنامه‌نویسان می‌توانند توابع و کلاس‌های خود را در قالب ماژول با پسوند py. ذخیره و به دفعات از آن‌ها در پروژه‌های برنامه‌نویسی مختلف استفاده کنند.

فیلم آموزش کتابخانه استاندارد پایتون در فرادرس

کلیک کنید

در ادامه مطلب حاضر، به نحوه فراخوانی ماژول‌ها در پایتون به همراه مثال پرداخته می‌شود.

نحوه فراخوانی ماژول در پایتون چگونه است ؟

پایتون هزاران ماژول استاندارد دارد که می‌توان برخی از این ماژول‌های آماده را در پوشه Lib در محل نصب پایتون مشاهده کرد. نحوه فراخوانی ماژول‌های توکار، مشابه با شیوه فراخوانی ماژول‌های تعریف شده توسط کاربر هستند. به منظور فراخوانی ماژول‌ها در برنامه خود، از دستورات زیر استفاده می‌شود:

• فراخوانی ماژول در پایتون با استفاده از دستور Import
• فراخوانی ماژول در پایتون با استفاده از تغییر نام ماژول
• فراخوانی ماژول در پایتون با استفاده از دستور From...Import
• فراخوانی ماژول در پایتون با استفاده از دستور *

در ادامه، به توضیح هر یک از دستورات فوق برای فراخوانی ماژول‌های توکار پرداخته می‌شود و پس از آن، توضیحاتی درباره نحوه ساخت ماژول در پایتون و شیوه فراخوانی ماژول‌های ساخته شده توسط کاربر ارائه خواهد شد.

فراخواندن ماژول در پایتون با استفاده از دستور Import

به منظور فراخوانی ماژول‌های استاندارد در پایتون، از کلمه کلیدی import  استفاده می‌شود. بعد از نوشتن کلمه کلیدی import  باید نام فایل ماژول مربوطه را وارد کرد. نکته مهم این است که نباید بعد از کلمه کلیدی import  نام تابع درون ماژول نوشته شود. به عبارتی، کلمه کلیدی import  صرفاً برای فراخوانی نام ماژول استفاده می‌شود. در مثال زیر، ماژول math  ، به عنوان ماژول توکار در پایتون، فراخوانی شده است. پس از فراخوانی این ماژول، می‌توان از تابع pi  در این ماژول استفاده کرد.

1# import statement example
2# to import standard module math
3
4import math
5print("The value of pi is", math.pi)

با اجرای دستور فوق، خروجی به صورت زیر خواهد بود.

The value of pi is 3.141592653589793

فیلم آموزش توابع و ماژول ها در پایتون (رایگان) در فرادرس

کلیک کنید

فراخوانی ماژول در پایتون با استفاده از دستور As برای تغییر نام

با استفاده از کلمه کلیدی as  می‌توان به ماژول فراخوانی شده، نام مستعار داد. زمانی از نام مستعار برای ماژول‌ها استفاده می‌شود که نام ماژول طولانی باشد و نوشتن نام کامل ماژول در سراسر برنامه، زمان‌بر باشد. در مثال زیر، نام مستعار m  برای نام ماژول math  درنظر گرفته شده است.

1# import module by renaming it
2
3import math as m
4print("The value of pi is", m.pi)

خاطرنشان می‌شود که با دادن اسم مستعار m  به ماژول فراخوانی شده، دیگر نمی‌توان از نام اصلی ماژول math  در برنامه استفاده کرد. به عبارتی، باید برای استفاده از ماژول، اسم مستعار جدید ماژول را به کار برد؛ در غیر این صورت، برنامه با خطای کامپایلر مواجه می‌شود.

1# import only pi from math module
2
3from math import pi
4print("The value of pi is", pi)