#!/usr/bin/env python
# coding: utf-8

# # Konzept 7: Modularisierung
# 
# Wächst ein Programm für ein größeres Projekt,
# muss man trotzdem die Übersicht behalten können.
# 
# Das Schlüsselkonzept vieler erfolgreichen Programmiersprachen ist "**Modularisierung**":
# es handelt sich hierbei um abgekapselte Einheiten des Programms,
# die jeweils in sich geschlossen sind und Teil eines größeren Programmes sein können.
# Wir haben bereits "Klassen" kennengelernt, welche Funktionalitäten in handliche Bausteine abkapseln.
# Objektorientierte Programmierung ist ein gutes Konzept, um die wachsende Komplexität in den Griff zu bekommen. Klassen bilden eine natürliche Einheit um Ordnung in das gesamte Progamm zu bringen.
# 
# Dies scheitert jedoch, wenn immer mehr unterschiedliche Klassen, Funktionen und Strukturen ins Spiel kommen --
# dafür gibt es "*Module*".
# 
# Die Verwendung von Modulen ist bereits an vielen Stellen vorgekommen:
# es handelt sich um die `import`-Statements.
# Diese laden ein Modul bzw. importieren bestimmte Symbole (welche Variablen, Funktionen oder Sub-Module sein können).
# 
# Solch ein Modul kann im eigenen Programm liegen, oder global verfügbar sein.

# *Beispiel:* Das `math` Modul wird importiert,
# wobei dann die einzelnen Funktionen als Attribute zur Verfügung stehen:

# In[1]:


import math
print(math.sqrt(4))


# *Beispiel*: Hier werden die Funktionen `sqrt` und `sin` aus dem Modul `math` importiert.

# In[2]:


from math import sqrt, sin
print(sin(3.1415))
print(sqrt(2))


# Es können auch eigene Namen für die importierten Module oder Elemente vergeben werden.
# Dadurch wird verhindert, dass es zu Namenskollisionen kommt!
# 
# Beispiel: `sqrt` wird sowohl aus der `math` als auch der `sympy` Bibliothek importiert -- mit den Namen `csqrt` bzw. `symsqrt` -- und anschließend verwendet:

# In[3]:


from math import sqrt as csqrt
from sympy import sqrt as symsqrt
print(csqrt(5))
print(symsqrt(5).evalf(50))


# Genauso die [PyPlot API von Matplotlib](http://matplotlib.org/api/pyplot_api.html):

# In[4]:


get_ipython().run_line_magic('matplotlib', 'inline')
import matplotlib.pyplot as plt


# ## Eigene Module
# 
# Eigene Module können auf (mindestens) zwei Arten erstellt werden:
# 
# 1. Jede eigenständige `*.py` Datei ist ein Modul.
# 1. Ein Verzeichnis mehrerer eigenständiger `*.py` Dateien mit einer darin enthaltenen `__init__.py` Datei.
#     Diese muss vorhanden sein, darf aber leer sein.
#     Wenn sie Code enthält, wird dieser beim Laden des Moduls ausgeführt.
# 
# Module können an beliebiger Stelle im Dateisystem abgelegt werden. Sie müssen jedoch in der Liste der `sys.path` Pfade enthalten sein. Diese Liste wird beim Import des gewünschten Moduls durchsucht.
# 
# [Module in Python 2](https://docs.python.org/2/tutorial/modules.html)

# In[5]:


import sys
sys.path