آشنایی با ماژول ها در زبان برنامه نویسی پایتون

[سیده آمین ارمان]

به طور کلی، منظور ازماژول، بخشی از یک چیز است؛ به عبارت دیگر، وقتی می گوییم چیزی ماژولار است یعنی از بخش های مختلف تشکیل شده است یا می توان آن را به بخش های مختلف تقسیم بندی کرد. سازه های ساخته شده با Lego مثال آشکاری از یک چیز ماژولارند به طوری که شما می توانید قطعات مختلف لگو را انتخاب کنید و با آن ها چیزهای متفاوتی بسازید:



به خاطر داشته باشید
Lego نام تجاری نوعی اسباب‌بازی است که توسط گروه لگو در شهر بیلوند دانمارک تولید می‌شود. محصولات لگو شامل قطعات کوچک رنگارنگی هستند که عموماً پلاستیکی اند که می‌توان آن ها را به یکدیگر متصل کرده و اجسام گوناگونی ساخت.
در پایتون ماژول ها بخش های کوچکی از یک برنامه ی بزرگ تری هستند به طوری که هر Module (ماژول یا بخش) یک فایل جداگانه روی هارد کامپیوتر شما است. شما می توانید یک برنامه ی بزرگ را انتخاب کنید و آن را به چندین ماژول یا فایل جداگانه تقسیم کنید، یا به شکلی دیگر یک ماژول کوچک را انتخاب کنید و با افزودن کدهای دیگر، آن را تبدیل به یک برنامه ی بزرگ کنید. ممکن است این سوال پیش بیاید که چرا لازم است برنامه ها ماژولار نوشته شوند و چرا تمام کدهای برنامه را در یک فایل نمی نویسیم؟ دلایل مختلفی برای این کار وجود دارند که مهم ترین آن ها عبارتند از:

- ماژول بندی کدها باعث می شود فایل ها کوچک تر شوند و پیدا کردن یک قطعه کد در آن ها راحت تر باشد؛ برای مثال تعریف یک فانکشن در یک فایل کوچک کاری به مراتب آسان تر است تا جستجوی آن در یک فایل حاوی هزاران خط کد!

- زمانی که یک ماژول را ایجاد می کنید می توانید در برنامه های مختلف از آن ها استفاده کنید. برای مثال زمانی که به یک فانکشن پرکاربرد احتیاج دارید، با قرار دادن آن در یک ماژول جداگانه، می توانید در اپلیکیشن های مختلف از آن استفاده کنید بدون آن که نیاز به بازنویسی آن داشته باشید.

- شما همیشه نیاز ندارید که تمام ماژول ها را با هم در یک اپلیکیشن استفاده کنید. ماژولار بودن یک اپلیکیشن به این معنا است که می توانید برای انجام کارهای مختلف از ترکیب های متفاوتی از ماژول ها استفاده کنید، درست مانند زمانی که با یک مجموعه از لگوها، بچه ها سازه های مختلفی ایجاد می کنند.

بنابراین با وجود این دلایل، ماژولار کردن برنامه ها منطقی به نظر می رسد و می توان فانکشن های شبیه به هم را در یک ماژول در کنار هم آورد یا تمام فانکشن های مورد نیاز در یک برنامه را درون یک ماژول جا داد. اکنون باید ببینیم که چطور می توان یک ماژول ساخت. یک ماژول در زبان پایتون تنها یک فایل است. برای شروع کار، کدهای زیر را درون فایلی با نام MyModule.py ذخیره می کنیم:

# this is the file "MyModule.py"
# we're going to use it in another program
def celsiusToFahrenheit(celsius):
fahrenheit = ((celsius * 9.0) / 5 ) + 32
return Fahrenheit
با ذخیره ی این کد یک ماژول ساخته می شود که درون آن تنها یک فانکشن ()celsiusToFahrenheit قرار دارد که وظیفه ی آن تبدیل دما از درجه ی سانتی گراد به فارنهایت است.

اکنون می خواهیم فانکشن تعریف شده در ماژول فوق را یک برنامه ی دیگر فراخوانی کنیم. پیش از این، یاد گرفتیم که چگونه با پاس دادن پارامترها یا آرگومان های مورد نیاز یک فانکشن می توانیم آن را فراخوانی کنیم تا خروجی های مورد انتظار را برگرداند؛ تنها تفاوت در این جا این است که برنامه ی جدیدی که قرار است در آن فانکشن ()celsiusToFahrenheit را فراخوانی کنیم در فایل یا ماژولی جداگانه قرار دارد، بنابراین برای این کار لازم است به مفسر پایتون اعلام کنیم که می خواهیم از کدام ماژول استفاده کنیم.

در چنین مواردی در پایتون از کیورد import (ایمپورت به معنی وارد کردن) استفاده می کنیم که امکان استفاده از سایر ماژول ها و امکانات آن ها را در یک برنامه ی دیگر برای ما فراهم می کند. برای این کار کیورد import و در ادامه ی آن نام ماژول را می آوریم، برای مثال می نویسیم import MyModule. اکنون یک پنجره ی جدید در ویرایشگر آیدل باز می کنیم و کدهای برنامه ی اصلی را در آن وارد می کنیم:

import MyModule
celsius = float(input ("Enter a temperature in Celsius: "))
fahrenheit = MyModule.celsiusToFahrenheit(celsius)
print("That's ", fahrenheit, " degrees Fahrenheit")
در خط اول این برنامه با آوردن کیورد import ماژول MyModule که در فایلی با نام MyModule.py ذخیره شده بود را برای استفاده وارد برنامه ی کرده ایم. اکنون می توانیم با استفاده از نام این ماژول در هر جای برنامه فانکشن درون آن را فراخوانی کنیم. سپس از کاربر می خواهیم عددی را به عنوان آرگومان فانکشن وارد کند و آن را در متغیر celsius ذخیره می کنیم. آن گاه فانکشن ()celsiusToFahrenheit را فراخوانی کرده و این متغیر را به آن پاس می دهیم.

نکته
توجه داشته باشید که برای فراخوانی فانکشن مورد نظر از ماژول MyModule، ابتدا نام ماژول را آورده و پس از آن یک Dot (دات به معنی نقطه) قرار داده و سپس در ادامه ی آن نام فانکشن با آرگومان یا آرگومان های ورودی اش را می نویسیم.
خروجی فانکشن مورد نظر در متغیر Fahrenheit ذخیره شده است تا برای چاپ در خط بعد از آن استفاده شود.

برنامه ی فوق را در فایلی با نام Modular.py ذخیره می کنیم. دقت داشته باشید برای درست کارکردن برنامه در زمان اجرا باید آن را در همان دایرکتوری که فایل ایمپورت شده را ذخیره کرده بودیم قرار دهیم، چرا که در غیر این صورت، مفسر پایتون نمی تواند فایل ایمپورت شده را پیدا کند. یک نمونه خروجی حاصل از اجرای برنامه به شکل زیر است:

Enter a temperature in Celsius: 65
That's 149.0 degrees Fahrenheit
>>>
دقت داشته باشید که اگر دستور ایمپورت را از ابتدای این برنامه حذف کنیم با خطای زیر در هنگام اجرای آن روبه رو خواهیم شد:

Enter a temperature in Celsius: 54
Traceback (most recent call last):
File "C:/Users/Admin/Desktop/Modular.py", line 3, in
fahrenheit = MyModule.celsiusToFahrenheit(celsius)
NameError: name 'MyModule' is not defined
همان طور که در خط آخر می بینیم، با ارور MyModule is not defined به معنی «MyModule تعریف نشده است» مواجه می شویم.