Modules python

Les modules python sont des fichiers (on l'a vu) ou des dossiers (on le verra) que l'on peut importer dans un fichier en cours d'exécution. Il y a essentiellement 2 manières d'importer un module en python soit directement :

import math

L'importation du module crée, comme on l'a vu, des espaces de noms utilisables dans le programme qui importe :

import math

print(math.pi)

Soit en important un nom du module dans l'espace de nom global :

from math import pi

Le nom pi de l'espace de nom du module math est importé dans l'espace de nom global :

from math import pi

print(pi)

Enfin on peut importer tout un espace de nom dans l'espace de nom global :

from math import *

Cette pratique est fortement déconseillée car on ne sait pas ce qu'on importe :

from math import *

print(pi)

Mécanisme d'importation de modules

Importer un module revient à exécuter un fichier python et à renommer son espace de nom global dans le nom du fichier. Par exemple supposons que l'on ait dans le même dossier les fichier mon_module.py et programme_principal.py tels que :

• mon_module.py vale :

  MA_CONSTANTE = 42
  va_variable = None

• programme_principal.py vale :

  import mon_module
  
  print(mon_module.MA_CONSTANTE)

À la fin de l'exécution de la ligne 1 du fichier programme_principal.py, on a les différents espaces de noms suivant :

Le nom mon_module correspond à un objet de type module, contenant un espace de nom. On peut accéder aux noms de son espace avec la notation pointée :

mon_module.MA_CONSTANTE

On cherche le nom MA_CONSTANTE dans l'espace de nom associé à l'objet de nom mon_module.

Faite l'exercice ci-dessous pour vous convaincre que l'import exécute bien le fichier importé :

Exécution de modules

Exécution d'un module comme un programme

On peut utiliser l'interpréteur python pour exécuter un module. Par exemple notre fichier mon_module.py précédent :

python mon_module.py

Il n'y a pas de différence fondamentale entre un programme et un module en python. C'est juste un programme dont on garde trace de son espace de noms global après exécution.

Exécution d'un module python

Pour exécuter un module python, il n'est pas nécessaire de connaître son emplacement, on peut utiliser l'option -m de l'interpréteur python.

On l'a déjà fait à de multiples reprises en utilisant le module pip :

python -m pip

Le résultat de la commande précédente dans le terminal affichera l'aide de pip.

Si vous exécutez le module python random, vous verrez s'afficher tout un tas de choses sur l'écran :

$ python -m random

0.000 sec, 10000 times random()
avg 0.498948, stddev 0.285393, min 1.74181e-05, max 0.999923

0.003 sec, 10000 times normalvariate(0.0, 1.0)
avg -0.00160272, stddev 1.00174, min -3.42565, max 3.90493

0.003 sec, 10000 times lognormvariate(0.0, 1.0)
avg 1.64736, stddev 2.19193, min 0.0147119, max 65.9514

0.004 sec, 10000 times vonmisesvariate(0.0, 1.0)
avg 3.11325, stddev 2.28549, min 0.000433248, max 6.28223

0.009 sec, 10000 times binomialvariate(15, 0.6)
avg 8.9936, stddev 1.89413, min 2, max 15

[...]

Ces lignes montrent le temps mis pour générer des nombres aléatoires selon plusieurs lois de probabilités.

Mais pourquoi ces lignes ne s'affichent-elles pas lorsque l'on importe le module random ?

Variable __name__

Python distingue les deux types d'exécutions d'un programme via la variable spéciale __name__ :

• elle vaut la chaîne de caractères "__main__" si le fichier est exécuté directement
• elle vaut le nom du fichier s'il est exécuté via un import

print(__name__)

Cette différence dans le nom d'une variable permet de différentier les deux types d'exécution et est parfois utilisé pour séparer le programme principal d'un fichier du reste du code avec :

# code pouvant être importé

if __name__ == "__main__":
    # code du programme principal

Modules python et packages

Lorsqu'un module devient important, il devient compliqué de mettre tout son code dans un seul fichier. On a alors coutume de rassembler tout le code du module dans un dossier que python appelle package.

Comme l'import d'un module revient à exécuter un fichier et qu'importer un package revient à importer un dossier, python exécute le fichier __init__.py présent dans le dossier.

L'import d'un fichier ou d'un dossier est ainsi résolu de la même manière par python.

Où sont les modules ?

Les dossiers où python va cherchez les modules sont listés dans la variable sys.path et dépendent de l'interpréteur utilisé :

vous pouvez le voir en exécutant le code :

import sys
for dossier in sys.path:
   print(dossier)

Chez moi, sur un mac où python est installé avec brew ce programme rend :

/opt/homebrew/Cellar/python@3.11/3.11.5/Frameworks/Python.framework/Versions/3.11/lib/python311.zip
/opt/homebrew/Cellar/python@3.11/3.11.5/Frameworks/Python.framework/Versions/3.11/lib/python3.11
/opt/homebrew/Cellar/python@3.11/3.11.5/Frameworks/Python.framework/Versions/3.11/lib/python3.11/lib-dynload
/Users/fbrucker/Library/Python/3.11/lib/python/site-packages
/opt/homebrew/lib/python3.11/site-packages
/opt/homebrew/lib/python3.11/site-packages/gpg-1.22.0-py3.11-macosx-13-arm64.egg
/opt/homebrew/opt/python-tk@3.11/libexec

Il y a plusieurs dossiers :

• /opt/homebrew/Cellar/python@3.11/3.11.5/Frameworks/Python.framework/Versions/3.11/lib/python3.11 contient les packages de bibliothèque standard (il contient par exemple un fichier "random.py" qui contient le code du package random)
• /opt/homebrew/Cellar/python@3.11/3.11.5/Frameworks/Python.framework/Versions/3.11/lib/python3.11/lib-dynload contient les packages python qui ne sont pas écrit en python mais en C
• /opt/homebrew/lib/python3.11/site-packages qui contient les packages qui seront installés par pip.