Modullar, paketlar va virtual muhitlar

Bitta faylda dastur yozish — o'rganish uchun yaxshi. Lekin real loyiha — o'nlab modul, yuzlab tashqi kutubxona va bir necha muhit (sizning noutbukingiz, hamkasbingiz, server, GPU klaster). "Mening kompyuterimda ishlaydi" muammosining 90% shu bobdagi mavzularni bilmaslikdan keladi.

▶ Video dars· Corey Schafer· 27:01· ingliz tilida

1. Modul — bu shunchaki .py fayl#

# matematika.py
PI = 3.14159
 
def aylana_yuzasi(r: float) -> float:
    return PI * r ** 2

# main.py
import matematika
 
print(matematika.aylana_yuzasi(2))
print(matematika.PI)

Import shakllari#

import math                          # modulni import; math.sqrt(...)
import numpy as np                   # taxallus bilan — jamiyat an'anasi
from math import sqrt, pi            # aniq nomlarni olish; sqrt(...)
from pathlib import Path
from collections import defaultdict as dd   # nomni o'zgartirish (kam ishlatiladi)
from math import *                   # ❌ hamma narsani — qayerdan kelgani noaniq

An'anaviy taxalluslar — ularni o'zgartirmang, butun dunyo shunday yozadi:

import numpy as np
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
import seaborn as sns
import torch.nn as nn
import torch.nn.functional as F

from X import * ishlatmang. U qaysi nom qayerdan kelganini yashiradi va nomlar to'qnashuviga olib keladi (masalan, numpydagi sum built-in sumni yopib qo'yadi).

Importlarni tartiblash (PEP 8)#

# 1. Standart kutubxona
import json
import os
from pathlib import Path
 
# 2. Uchinchi tomon kutubxonalari
import numpy as np
import pandas as pd
from anthropic import Anthropic
 
# 3. Loyihaning o'z modullari
from myproject.data import load_dataset
from myproject.models import Classifier

Har guruh orasida bo'sh qator. Ruff buni avtomatik tartiblaydi (ruff check --select I --fix).

2. import ichkarida nima qiladi#

1. sys.modules'da qidiradi

   Agar modul allaqachon import qilingan bo'lsa — keshdan o'sha obyektni qaytaradi. Modul kodi faqat bir marta bajariladi, nechta joyda import qilinmasin.

2. sys.path bo'yicha faylni topadi

   sys.path — papkalar ro'yxati. Python ularni tartib bilan ko'rib chiqadi va birinchi topilgan matematika.py yoki matematika/ paketini oladi.

3. Modulni yuklaydi va bajaradi

   Fayl bytecode'ga kompilyatsiya qilinadi (__pycache__da keshlanadi), yuqoridan pastga bajariladi, natijada modul obyekti hosil bo'ladi.

4. Nomni bog'laydi

   import matematika joriy faylda matematika nomini modul obyektiga bog'laydi.

import sys
print(sys.path)
# ['/home/aziz/proj',                       ← ishga tushirilgan skript papkasi (birinchi!)
#  '/home/aziz/.local/share/uv/python/.../lib/python3.13',   ← standart kutubxona
#  '/home/aziz/proj/.venv/lib/python3.13/site-packages']     ← o'rnatilgan paketlar

Modul kodi import paytida bajariladi#

# config.py
print("config yuklanmoqda...")      # import paytida chiqadi!
DB = connect_to_database()          # import paytida ulanadi!

Modul darajasida faqat ta'riflar (funksiyalar, klasslar, konstantalar) bo'lsin. Og'ir ishlar (ulanish, model yuklash, fayl o'qish) funksiya ichida bo'lsin va kerak bo'lganda chaqirilsin. Aks holda oddiy import sekin va yon ta'sirli bo'ladi, testlash qiyinlashadi.

3. if __name__ == "__main__":#

Har bir modulda __name__ degan maxsus o'zgaruvchi bor:

• fayl to'g'ridan-to'g'ri ishga tushirilsa (python file.py) — "__main__";
• fayl import qilinsa — modul nomi ("matematika").

# matematika.py
def aylana_yuzasi(r):
    return 3.14159 * r ** 2
 
 
if __name__ == "__main__":
    # faqat `python matematika.py` da ishlaydi, import qilinganda — yo'q
    print(aylana_yuzasi(2))

Bu bitta faylni ham kutubxona, ham skript sifatida ishlatish imkonini beradi. Har bir ishga tushiriladigan skriptda shu blok bo'lsin — ayniqsa multiprocessing (17-bob) busiz Windows/macOS'da cheksiz jarayonlar yaratib yuborishi mumkin.

python -m — modulni skript sifatida ishga tushirish#

python -m venv .venv          # venv modulini ishga tushirish
python -m pip install numpy   # aynan SHU python'ning pip'i
python -m pytest              # joriy papka sys.path'ga qo'shiladi
python -m http.server 8000    # oddiy veb-server
python -m myproject.train     # paket ichidagi modulni

python -m pip va oddiy pip farqi: birinchisi aynan qaysi Python ishlatilayotganini kafolatlaydi. Kompyuterda bir nechta Python bo'lsa, pip install boshqa Python'ga o'rnatib qo'yishi mumkin.

4. Paketlar#

Paket — modullar papkasi:

myproject/
├── __init__.py          # papkani paket qiladi (ixtiyoriy, lekin tavsiya etiladi)
├── data/
│   ├── __init__.py
│   ├── loading.py
│   └── cleaning.py
├── models/
│   ├── __init__.py
│   └── classifier.py
└── train.py

from myproject.data.loading import load_dataset
from myproject.models.classifier import Classifier
import myproject.data.cleaning as cleaning

__init__.py#

Paket import qilinganda __init__.py bajariladi. Uni ikki maqsadda ishlatishadi:

# myproject/data/__init__.py
"""Ma'lumotlarni yuklash va tozalash."""
 
from .cleaning import clean_text
from .loading import load_dataset
 
__all__ = ["clean_text", "load_dataset"]

Endi foydalanuvchi qisqaroq yozadi: from myproject.data import load_dataset. __all__ — paketning "ommaviy API"si ro'yxati.

__init__.pyni og'ir qilmang: unda katta kutubxonalarni import qilsangiz, paketning har qanday qismini import qilish sekinlashadi.

Nisbiy importlar#

# myproject/data/loading.py
from .cleaning import clean_text           # shu paketdan
from ..models.classifier import Classifier # bir daraja yuqoridan

Nisbiy importlar faqat paket ichida ishlaydi. Klassik xato: python myproject/data/loading.py deb fayl sifatida ishga tushirsangiz — ImportError: attempted relative import with no known parent package. To'g'risi: python -m myproject.data.loading.

Aylanma importlar (circular imports)#

# a.py
from b import g
def f(): return g()
 
# b.py
from a import f      # a hali to'liq yuklanmagan!
def g(): return 1

ImportError: cannot import name 'f' from partially initialized module 'a'.

Yechimlar (yaxshisidan yomoniga):

1. Arxitekturani tuzating — umumiy kodni uchinchi modulga (common.py) ko'chiring. Aylanma bog'liqlik — odatda dizayn muammosi belgisi.
2. Modulni import qiling, nomni emas: import b, keyin b.g() — nom chaqiruv paytida qidiriladi.
3. Importni funksiya ichiga ko'chiring (oxirgi chora).

5. Loyiha tuzilmasi: src-layout#

Professional Python loyihalari odatda shunday tuziladi:

sentiment-classifier/
├── pyproject.toml          # loyiha tavsifi, bog'liqliklar, vosita sozlamalari
├── uv.lock                 # aniq versiyalar (avtomatik yaratiladi)
├── README.md
├── .gitignore              # .venv/, __pycache__/, .env, data/ ...
├── .env.example            # qaysi muhit o'zgaruvchilari kerakligi (qiymatlarsiz!)
├── src/
│   └── sentiment/
│       ├── __init__.py
│       ├── config.py
│       ├── data.py
│       ├── model.py
│       └── cli.py
├── tests/
│   ├── test_data.py
│   └── test_model.py
├── notebooks/              # tajribalar (22-bob)
│   └── 01-eda.ipynb
└── scripts/
    └── download_data.py

Nega src/ ichida? Chunki unda testlar va skriptlar paketni joriy papkadan "tasodifan" emas, balki o'rnatilgan paket sifatida import qiladi — bu "mening kompyuterimda ishlaydi, CI'da ishlamaydi" xatolarini oldini oladi. uv init --package nom shunday tuzilmani avtomatik yaratadi.

6. Virtual muhitlar#

Muammo#

Loyiha A:  numpy 1.26 kerak (eski kutubxona tufayli)
Loyiha B:  numpy 2.1 kerak
Tizim:     faqat bitta numpy o'rnatilishi mumkin

Virtual muhit (venv) — har bir loyiha uchun alohida site-packages papkasi. U Python'ning to'liq nusxasi emas — faqat havola va o'z paketlari papkasi:

.venv/
├── bin/                 # (Windows'da Scripts/)
│   ├── python → /usr/.../python3.13      # asl Python'ga havola
│   ├── pip
│   └── activate         # terminalni shu muhitga o'tkazuvchi skript
├── lib/python3.13/site-packages/          # SHU loyihaning paketlari
└── pyvenv.cfg           # qaysi Python asosida yaratilgani

"Activate" qilish — shunchaki PATHning boshiga .venv/bin ni qo'shish, shunda python buyrug'i shu muhitdagi Python'ni topadi. Sehr yo'q.

Klassik usul: venv + pip#

python3 -m venv .venv
source .venv/bin/activate        # Windows: .venv\Scripts\activate
python -m pip install numpy pandas
python -m pip freeze > requirements.txt
deactivate

Zamonaviy usul: uv#

uv init sentiment-classifier --package
cd sentiment-classifier
uv add pandas scikit-learn anthropic        # asosiy bog'liqliklar
uv add --dev pytest ruff mypy ipykernel     # faqat ishlab chiqish uchun
uv run python -m sentiment.cli              # .venv avtomatik yaratiladi/yangilanadi
uv sync                                     # boshqa kompyuterda: lock bo'yicha aynan bir xil muhit
uv lock --upgrade-package pandas            # bitta paketni yangilash

7. pyproject.toml#

Zamonaviy Python loyihasining "pasporti":

[project]
name = "sentiment"
version = "0.1.0"
description = "Sharhlar sentimentini aniqlovchi klassifikator"
readme = "README.md"
requires-python = ">=3.12"
dependencies = [
    "anthropic>=0.70",
    "pandas>=2.2",
    "scikit-learn>=1.5",
]
 
[project.scripts]
sentiment = "sentiment.cli:main"     # `sentiment` buyrug'i → sentiment/cli.py dagi main()
 
[dependency-groups]
dev = ["pytest>=8", "ruff>=0.8", "mypy>=1.13"]
 
[build-system]
requires = ["hatchling"]
build-backend = "hatchling.build"
 
[tool.ruff]
line-length = 100
 
[tool.pytest.ini_options]
testpaths = ["tests"]

Bir faylda: metama'lumot, bog'liqliklar, buyruqlar va vositalar (ruff, pytest, mypy) sozlamalari.

Versiya cheklovlari#

Semantik versiyalash (SemVer): MAJOR.MINOR.PATCH — MAJOR o'zgarsa, eski kod buzilishi mumkin. Shuning uchun <3 kabi yuqori chegara ba'zan foydali.

Lock fayl nega kerak#

pyproject.toml — "qanday versiyalar mos keladi" (oraliq). uv.lock — "aynan qaysi versiyalar o'rnatilgan" (har bir paket va uning bog'liqliklari, hash'lari bilan). Lock fayl tufayli olti oydan keyin yoki boshqa kompyuterda uv sync aynan bir xil muhitni tiklaydi.

ML'da bu ayniqsa muhim: torch yoki transformersning kichik versiya o'zgarishi natijalarni o'zgartirishi mumkin. Takrorlanuvchanlik (reproducibility) — ilmiy ishning asosi.

8. Muhit o'zgaruvchilari va sirlar#

API kalitlari, parollar, ma'lumotlar bazasi manzillari hech qachon kodda yozilmasligi kerak:

client = Anthropic(api_key="sk-ant-api03-...")    # ❌ Git'ga tushadi, sizib chiqadi

To'g'ri yo'l — muhit o'zgaruvchilari:

import os
 
api_key = os.environ["ANTHROPIC_API_KEY"]          # yo'q bo'lsa — KeyError (yaxshi: darhol bilinadi)
debug = os.environ.get("DEBUG", "0") == "1"        # ixtiyoriy, standart qiymat bilan

Mahalliy ishlab chiqishda .env fayl qulay:

# .env  (Git'ga QO'SHILMAYDI!)
ANTHROPIC_API_KEY=sk-ant-...
DATABASE_URL=postgresql://localhost/dev

from dotenv import load_dotenv    # uv add python-dotenv
 
load_dotenv()                     # .env dagi qiymatlarni os.environ'ga yuklaydi

9. Amaliyot: kichik paket yaratamiz#

1. Loyiha

   uv init textkit --package
   cd textkit

2. Kod

   # src/textkit/__init__.py
   from .clean import clean_text, normalize_apostrophes
    
   __all__ = ["clean_text", "normalize_apostrophes"]

   # src/textkit/clean.py
   import re
    
   _APOSTROPHES = str.maketrans({"ʻ": "'", "‘": "'", "’": "'", "`": "'", "ʼ": "'"})
    
    
   def normalize_apostrophes(text: str) -> str:
       return text.translate(_APOSTROPHES)
    
    
   def clean_text(text: str) -> str:
       text = normalize_apostrophes(text)
       text = re.sub(r"\s+", " ", text)
       return text.strip()

   # src/textkit/cli.py
   import sys
    
   from textkit import clean_text
    
    
   def main() -> None:
       for line in sys.stdin:
           print(clean_text(line))

3. Buyruqni ro'yxatdan o'tkazish

   pyproject.tomlga:

   [project.scripts]
   textkit = "textkit.cli:main"

4. Ishga tushirish

   terminal

   $ echo '  Oʻzbekiston    gʻalabasi  ' | uv run textkit
   O'zbekiston g'alabasi

Endi bu paketni boshqa loyihada ham ishlatish mumkin: uv add ../textkit (mahalliy yo'l) yoki Git manzili orqali.

Nima noto'g'ri ketishi mumkin#