Modules et exceptions

Ce chapitre se concentre sur les modules de Python et sur les modalités d’importation des données des modules dans l’environnement de travail.

Qu’est-ce qu’un module ?

• Quand la taille du code augmente, il peut être pratique de le diviser en entités organisées qui peuvent continuer à interagir.
• Un module permet aussi de se créer une «  boite à outils » contenant des fonctions appelées depuis plusieurs programmes.
• Finalement, un module permet de bénéficier du travail déjà effectué, maximisant ainsi la réutilisabilité du code.

Modules et fichiers

À cette fin, chaque fichier est considéré comme un module individuel, et réciproquement. Le nom de fichier d’un module est le nom du module auquel on ajoute l’extension .py.

Un module peut contenir tout objet Python: variables, fonctions, classes, $\ldots$

Chemin de recherche et recherche de fichiers

L’importation de modules requiert un processus nommé chemin de recherche . C’est une procédure de recherche dans un ensemble de répertoires (dossiers) du système de fichiers — le résultat de cette recherche dépend donc de l’installation de Python et du système d’exploitation utilisé — pour trouver le fichier module:

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>>> import sys
>>> print(sys.path)
['', '/Users/mats/anaconda/lib/python35.zip', 
'/Users/mats/anaconda/lib/python3.5', 
'/Users/mats/anaconda/lib/python3.5/plat-darwin', 
'/Users/mats/anaconda/lib/python3.5/lib-dynload', 
'/Users/mats/anaconda/lib/python3.5/site-packages', 
'/Users/mats/anaconda/lib/python3.5/site-packages/Sphinx-1.3.1-py3.5.egg', 
'/Users/mats/anaconda/lib/python3.5/site-packages/aeosa', 
'/Users/mats/anaconda/lib/python3.5/site-packages/setuptools-19.4-py3.5.egg']

Dans le cas où la recherche d’un module échoue, une exception est levée par l’interpréteur :

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>>> import xxx
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ImportError: No module named 'xxx'

Puisque le chemin de recherche consiste à construire une liste de répertoires (dossiers), il est possible de la modifier. La méthode de liste append() permet d’importer un module situé dans un répertoire absent du chemin de recherche:

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>>> sys.path.append('/home/utilisateur/dossier-modules')

Portée des variables et espaces de noms

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>>> chaine_globale = "Salut"
>>> def bonjour():
…     chaine_locale = "la planète"
…     print(chaine_globale + chaine_locale)
>>> bonjour()
Salut la planète
>>> print(chaine_locale)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'chaine_locale' is not defined

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>>> chaine = "Bonjour"
>>> def au_revoir():
…     chaine = "Au revoir"
…     print(chaine)
>>> au_revoir()
Au revoir

Il est donc possible de «  masquer » une variable globale, en utilisant une variable locale de même nom.

Import de modules

L’instruction import

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import os

Il est possible d’importer plusieurs modules :

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import os
import sys

Lorsque l’interpréteur rencontre un import, le chemin de recherche est utilisé pour accéder au module. Si celui-ci est trouvé, il est importé. Comme annoncé ci-dessus, les règles de portée s’appliquent : si l’import se situe au niveau du module, sa portée est globale, s’il se situe dans une fonction, sa portée est locale.

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>>> import os
>>> print(name)
Traceback (most recent call last):
NameError: name 'name' is not defined
>>> print(os.name)
posix

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>>> import os
>>> dir(os)

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>>> import os
>>> help(os)

Comment obtenir la liste de tous les modules importés par un programme ?

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>>> dir()

L’expression from … import

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>>> from os import name
>>> print(name)
posix

Remarque

Ce type d’import peut présenter de réels dangers dans un programme dont le nombre de lignes est important et dont le développement s’effectue sur une longue durée. Que se passe-t-il si, dans le programme principal, un attribut ou une fonction portent le même nom que l’élément importé ?

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>>> def sinc(x):
...     return 'coucou'*x
... 
>>> sinc(3)
'coucoucoucoucoucou'
>>> from pylab import sinc
>>> sinc(2)
-3.8981718325193755e-17

Remarque

Il existe une façon encore plus dangereuse d’utiliser l’expression from ... import ... :

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>>> from os import *

Tous les objets contenus dans le module sont alors ajoutés à l’espace de nom globale du programme.

L’instruction import … as

Il arrive que l’on souhaite importer un module ou un attribut de module portant un nom déjà employé dans l’application, ou que ce nom ne convienne pas parce qu’il est trop long. On peut changer le nom lié localement du module et procéder ensuite comme avec le nom complet :

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>>> import matplotlib.pyplot as plt
>>> plt.plot(x,y)

Import vs chargement

Exemple de création d’un module

1. Dans le fichier demo.py :

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"""
Un module de démonstration.
"""

# Fonctions du module
def b() -> str:
    """
    Affiche b.
    """"
    return "b"

def a() -> str:
    """Affiche a."""
    return "a"

# Attributs (variables) du module
c = 2
d = 2

if __name__ == "__main__":              # test des fonctions du module
    assert  b() == "b"                  # place des assert

2. Dans l’interpréteur intéractif, lancé depuis le dossier dans lequel on a enregistré le module demo.py :

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>>> import demo
>>> print(demo.b())
"b"
>>> print(demo.c)
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Mécanisme de gestion des exceptions

Lorsqu’un problème intervient lors de l’exécution d’un programme (division par zéro, tentative d’ouverture d’un fichier qui n’existe pas, erreur de syntaxe, etc.), l’interpréteur passe dans un mode particulier dans lequel il stoppe l’exécution du programme en cours et affiche une erreur :

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>>> 7 / 0
Traceback (most recent call last):
ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero

>>> f = open('monfichier.txt','r')
Traceback (most recent call last):
IOError: [Errno 2] No such file or directory: 'monfichier.txt'

>>> 3 + message
Traceback (most recent call last):
NameError: name 'message' is not defined

>>> while True print('Coucou !')
Traceback (most recent call last):
File "tm_python", line 1

>>> while True print('Coucou !')
                   ^
SyntaxError: invalid syntax

Remarque

Dans le cas d’une erreur de syntaxe, le message d’erreur indique même où est détectée l’erreur à l’aide d’une flèche (en fait, elle se trouve généralement juste avant l’endroit pointé par la flèche).

Exemple : Gestion des entrées du clavier

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>>> while True:
    try:
        x = int(input("Entrer un nombre entier :"))
        break
    except ValueError:
        print("Oups ! Ce n'est pas un nombre. Nouvelle tentative")

Exemple : Prise en compte de plusieurs erreurs

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>>> try:
        f = open("fichier.txt", 'r')
        s = f.readline()
        i = int(s.strip())
    except IOError as err:
        print("I/O Erreur : {0}".format(err))
    except ValueError:
        print("Je ne suis pas parvenu à convertir en entier la donnée.")
    finally:
        f.close()

Utilisation de else

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>>> try:
        f = open("fichier.txt",'r')
    except IOError :
        print("Je ne parviens pas à lire le fichier.")
    else:
        n = f.readlines()
        print("Le fichier comporte {0} lignes.".format(n))
    finally:
        f.close()

Les exceptions dans la définition d’une fonction

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>>> def division(x, y):
    try:
        resultat = x / y
    except ZeroDivisionError:
        print("Division par zero !")
    else:
        print("Le resultat est {0}".format(resultat))
    finally:
        print("Je suis toujours présent !")

>>> division(2, 1)
Le resultat est 2
Je suis toujours présent !

>>> division(2,0)
Division par zero !
Je suis toujours présent !

Tout fichier manipulé doit être correctement fermé. Il n’est donc pas envisageable d’utiliser la fonction open sans gérer les exceptions. Utiliser les instructions try, except et finally peut cependant apparaître contre-productif (cela fait beaucoup de code pour une action courante). with permet de manipuler les fichiers en étant certain qu’ils seront fermés correctement, quoi qu’il arrive.

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>>> with open("fichier.txt",'r') as f:
        for ligne in f:
            print(ligne)

Application

Suggestions de lecture :

• Capitalisation d'une valeur