Модули: зачем делить код на файлы, import, from и as

Что мы изучим?#

• Что такое модуль (Module).
• Зачем проект делят на несколько файлов.
• Три формы импорта: import, from ... import, as.
• Что именно происходит, когда Python импортирует файл.

Зачем это нужно?#

Мы уже пользовались модулями: import os, import logging, import socket. Сегодня напишем свои.

Настоящий проект — это сотни и тысячи строк. Один огромный файл:

• Трудно ориентироваться — где функция, которая отправляет email? Строка 1840?
• Трудно работать в команде — три разработчика редактируют один файл и мешают друг другу (в Git, в теме Git).
• Трудно переиспользовать — хорошая функция проверки «застряла» в файле игры.

Деление на файлы — это разделение ответственности на уровне проекта. В темах бэкенда и баз данных сервер будет разделён именно так: main.py (маршруты), db.py (доступ к базе данных), models.py.

Объяснение с основ#

Что такое модуль?#

Модуль = любой файл .py. Вот и всё. Каждый файл Python, который вы написали, — уже модуль, и из него можно импортировать функции, константы и переменные в другой файл.

• Имя модуля = имя файла без .py. Файл prices.py → модуль prices.
• Поэтому имена файлов должны быть допустимыми именами Python: snake_case, без дефисов (my-utils.py не импортируется!) и не начинаться с цифры.

Три формы импорта#

Что происходит в момент import?#

1. Python ищет файл: сначала в папке запущенного скрипта, затем в библиотеках Python.
2. Python выполняет весь файл сверху вниз один раз: создаёт функции и константы и выполняет любой код на верхнем уровне.
3. Результат сохраняется. Повторный import того же модуля не выполняет его снова.

Пункт 2 очень важен, и его последствия мы увидим в типичной ошибке.

__pycache__#

После первого импорта появится папка с именем __pycache__ с файлами .pyc. Это байт-код (Bytecode, вспомните тему о компьютере и операционной системе!) модулей, сохранённый, чтобы следующий импорт был быстрее. Не трогайте её, а в проектах Git игнорируйте (увидим её в .gitignore в теме Git).

Синтаксис#

# file: prices.py   (the module)
VAT_RATE = 0.17

def add_vat(amount):
    return amount * (1 + VAT_RATE)

# file: main.py     (uses the module; same folder)
import prices
prices.add_vat(100)

from prices import add_vat, VAT_RATE
add_vat(100)

import prices as p
p.add_vat(100)

from prices import add_vat as with_vat
with_vat(100)

Принятый порядок в начале файла: сначала импорты из стандартной библиотеки (os, json), пустая строка, а затем импорты из ваших собственных модулей.

Первый пример кода#

Создайте папку week-2/shop/ и в ней два файла.

week-2/shop/prices.py:

VAT_RATE = 0.17

def add_vat(amount):
    return round(amount * (1 + VAT_RATE), 2)

def apply_discount(amount, percent):
    return round(amount - amount * percent / 100, 2)

week-2/shop/main.py:

import prices

base_price = 200
discounted = prices.apply_discount(base_price, 10)
final_price = prices.add_vat(discounted)

print("Base:", base_price)
print("After 10% discount:", discounted)
print("With VAT (" + str(prices.VAT_RATE) + "):", final_price)

Запуск (из week-2/shop): python main.py

Вывод:

Base: 200
After 10% discount: 180.0
With VAT (0.17): 210.6

Разбор кода построчно#

Ещё один пример#

Три формы импорта и второй модуль. Добавьте week-2/shop/validation.py:

MIN_NAME_LENGTH = 2

def is_valid_price(price):
    return isinstance(price, (int, float)) and price >= 0

def is_valid_name(name):
    return len(name.strip()) >= MIN_NAME_LENGTH

И обновите main.py:

import prices as p
from validation import is_valid_price, is_valid_name

products = [("Laptop", 3500), ("X", 20), ("Mouse", -5), ("Desk", 900)]

for name, price in products:
    if not is_valid_name(name):
        print("Skipping invalid name:", repr(name))
    elif not is_valid_price(price):
        print("Skipping invalid price for", name, ":", price)
    else:
        print(name, "->", p.add_vat(price), "NIS incl. VAT")

Вывод:

Laptop -> 4095.0 NIS incl. VAT
Skipping invalid name: 'X'
Skipping invalid price for Mouse : -5
Desk -> 1053.0 NIS incl. VAT

Разбор:

• import prices as p — короткий псевдоним. Обращаются через p.add_vat.
• from validation import is_valid_price, is_valid_name — импортирует только две функции и использует их напрямую, без префикса.
• repr(name) — показывает значение в кавычках ('X'), как %r в логах.
• Структура проекта: prices.py = логика цен. validation.py = правила допустимости. main.py = соединяет и запускает. У каждого файла одна ответственность.

Типичная ошибка#

Ошибка 1: «тестовый» код на верхнем уровне модуля. Допустим, внизу prices.py вы добавили проверку:

print("Testing prices module:", add_vat(100))

Теперь каждый import prices из любого файла будет печатать эту строку, потому что импорт выполняет файл. В следующем уроке изучим решение: if __name__ == "__main__":.

Ошибка 2: имя файла, которое совпадает со стандартным модулем.

Вы создали файл с именем random.py (или logging.py, json.py), а в другом файле написали import random:

AttributeError: module 'random' has no attribute 'randint'

Python находит ваш random.py первым, в той же папке, и импортирует его вместо настоящего модуля. Никогда не называйте файлы именами стандартных модулей.

Ошибка 3: ModuleNotFoundError.

ModuleNotFoundError: No module named 'prices'

Частые причины: файл не в той же папке, что запущенный скрипт, опечатка в имени или имя файла с дефисом (my-prices.py).

Ошибка 4: from module import *. Импортирует все имена из модуля. Непонятно, откуда взялось каждое имя, и имена могут молча перезаписать друг друга. Импортируйте явно то, что нужно.

Практика#

Упражнения опираются только на то, что пройдено в этом уроке и в предыдущих. Сначала попробуйте сами, и только потом открывайте решение.

Упражнение 1: Первый модуль#

Создайте файл prices.py с константой VAT_RATE = 0.17 и двумя функциями: add_vat(amount) и apply_discount(amount, percent) (обе округляют до двух знаков). В файле main.py импортируйте модуль, вычислите цену 200 после скидки 10%, а затем добавьте к ней НДС.

Ожидаемый вывод (запуск main.py):

After discount: 180.0
With VAT: 210.6

VAT_RATE = 0.17


def add_vat(amount):
    return round(amount * (1 + VAT_RATE), 2)


def apply_discount(amount, percent):
    return round(amount - amount * percent / 100, 2)

import prices

discounted = prices.apply_discount(200, 10)
final_price = prices.add_vat(discounted)
print("After discount:", discounted)
print("With VAT:", final_price)

Упражнение 2: Три формы импорта#

Напишите одну и ту же строку — вычисление НДС от 100 — в трёх формах импорта: import, from ... import и import ... as. Когда стоит использовать каждую?

import prices
print(prices.add_vat(100))

from prices import add_vat
print(add_vat(100))

import prices as p
print(p.add_vat(100))

Упражнение 3: Стандартная библиотека#

Не создавая собственного модуля, воспользуйтесь встроенными модулями Python:

1. math — квадратный корень из 81 и math.pi, округлённое до двух знаков.
2. random — с random.seed(1) выберите случайное число от 1 до 6.

Ожидаемый вывод:

9.0
3.14
2

import math
import random

print(math.sqrt(81))
print(round(math.pi, 2))

random.seed(1)
print(random.randint(1, 6))

9.0
3.14
2

Упражнение 4: Код, который выполняется при импорте#

В файле helpers.py:

def shout(text):
    return text.upper() + "!"

print("helpers loaded")

В файле main.py:

from helpers import shout
print(shout("hi"))

1. Что будет напечатано при запуске python main.py и почему?
2. Как предотвратить первую строку?

helpers loaded
HI!

Упражнение 5: Модуль температуры#

Создайте модуль temperature.py с c_to_f(celsius) и с describe(celsius), которая возвращает "hot" от 30 градусов, "cold" ниже 15 и "pleasant" в промежутке. В main.py напечатайте для каждого города температуру в обеих единицах и описание.

cities = ["Eilat", "Haifa", "Jerusalem"]
temperatures = [35, 22, 9]

Ожидаемый вывод:

Eilat: 35 C / 95.0 F - hot
Haifa: 22 C / 71.6 F - pleasant
Jerusalem: 9 C / 48.2 F - cold

HOT_FROM = 30
COLD_BELOW = 15


def c_to_f(celsius):
    return round(celsius * 9 / 5 + 32, 1)


def describe(celsius):
    if celsius >= HOT_FROM:
        return "hot"
    if celsius < COLD_BELOW:
        return "cold"
    return "pleasant"

from temperature import c_to_f, describe

cities = ["Eilat", "Haifa", "Jerusalem"]
temperatures = [35, 22, 9]

for i in range(len(cities)):
    celsius = temperatures[i]
    print(cities[i] + ":", celsius, "C /", c_to_f(celsius), "F -", describe(celsius))

Итоги#

• Модуль = файл .py. Имя модуля = имя файла без .py (snake_case, без дефисов).
• import m → m.func(). from m import func → func(). import m as x → x.func().
• Python ищет модули сначала в папке скрипта. Не называйте файлы random.py, json.py и т. п.
• Импорт выполняет модуль один раз. Код на верхнем уровне выполняется даже при импорте.
• Деление на файлы = разделение ответственности на уровне проекта. Никаких import *.

Официальная документация#

• Python Tutorial — Modules
• More on Modules