第6天：Python 模块和包

Posted 2021-02-18 keep pure, keep smile

模块与包是任何大型程序的核心，就连 Python 安装程序本身也是一个包。

重点涉及有关模块和包的常用编程技术，例如如何组织包、把大型模块分割成多个文件、创建命名空间包。同时，也给出了让你自定义导入语句的秘籍。

先给大家解释一下模块、包、库之间的概念：

• 模块(module)其实就是 py 文件，里面定义了一些函数、类、变量等
• 包(package)是多个模块的聚合体形成的文件夹，里面可以是多个 py 文件，也可以嵌套文件夹
• 库是参考其他编程语言的说法，是指完成一定功能的代码集合，在 Python 中的形式就是模块和包

模块其实一个 py 文件，用来封装一组功能；包是将一类模块归集到一起，比模块的概念更大一些；库就是由其它程序员封装好的功能组，一般比包的概念更大一些。

下面我们来分开介绍：

模块

由上面的内容我们得知模块就是一个 py 文件，这个文本文件中存储着一组功能，方面我们再次使用的时候，提高代码的复用率。我们成这一个的一个 py 文件为 Python 模块（Module）。其他 Python 脚本中，通过 import 载入定义好的 Python 模块。

定义和调用 Python 模块

我们先来看如何定义一个 Python 模块。

定义一个 hello.py 模块，内容如下：

def sayhello(  ):
   print("Hello World!")

通常我们使用 import 语句来引入模块，语法如下：

import module1[, module2[,... moduleN]]

当解释器遇到 import 语句，如果模块在当前的搜索路径就会被导入。调用的时候使用 模块名.函数名 来进行调用

以上的示例为例，我们新建 do.py 文件调用 hello.py 模块中方法。

do.py 文件内容如下：

# 导入模块
import hello
 
# 现在可以调用模块里包含的函数了
hello.sayhello()

一个模块只会被导入一次，不管你执行了多少次import。这样可以防止导入模块被一遍又一遍地执行。

在 do.py 页面执行快捷键 ctrl+b 控制台输出：Hello World!，证明调用 hello.py 中的方法成功。

这就是一个模块的定义和调用的示例，是不是也很简单。

from ... import ...

模块提供了类似名字空间的限制，允许 Python 从模块中导入指定的符号（变量、函数、类等）到当前模块。导入后，这些符号就可以直接使用，而不需要前缀模块名。

语法如下：

from modname import name1[, name2[, ... nameN]]

例如，要导入模块 hello 的 sayhello 函数，使用如下语句：

## 直接导入方法
from hello import sayhello
sayhello()

from … import * 语句

把一个模块的所有内容全都导入到当前的命名空间也是可行的，只需使用如下声明：

from modname import *

这提供了一个简单的方法来导入一个模块中的所有项目。

我们在 hello.py 中再添加一个 world 方法。

def world():
   print("Python World!")

在 do.py 文件中引入全部方法进行调用。

## 导入所有方法
from hello import *
sayhello()
world()

执行后输出：

Hello World!
Python World!

证明 hello 模块中的两个方法都可以直接调用，实际项目中不推荐被过多地使用。

包

包（package）是 Python 中对模块的更高一级的抽象。简单来说，Python 允许用户把目录当成模块看待。这样一来，目录中的不同模块文件，就变成了「包」里面的子模块。此外，包目录下还可以有子目录，这些子目录也可以是 Python 包。这种分层，对模块识别、管理，都是非常有好处的。

特别地，对于一些大型 Python 工具包，内里可能有成百上千个不同功能的模块。科学计算领域，SciPy, NumPy, Matplotlib 等第三方工具，都是用包的形式发布的。

包 定义

常见的包结构如下：

pakageName
-------__init__.py 
-------moduleName1.py
-------moduleName2.py
------- ...

包路径下必须存在 __init__.py 文件。

示例：

我们创建一个 cal 的包，包中有一个计算器的 model ，结构如下：

cal
-------__init__.py 
-------calculator.py

calculator.py 模块的代码如下：

def add(a,b) :
   return a+b

def reduce(a,b) :
   return a-b

def multiply(a,b) :
   return a*b

def divide(a,b) :
   return a/b

使用 Python 包

Python 包的使用和模块的使用类似，下面是导入的语法：

import 包名.包名.模块名

比如我们在 do.py 中导入 calculator.py

# 导入包
import cal.calculator
# 使用包的模块的方法
print(cal.calculator.add(1,2))

但是导入调用的时候报名比较长，这样就可以使用from ... import ...语句来简化一下。

# 导入包
from cal import calculator
# 使用包的模块的方法
print(calculator.multiply(3,6))

当包名越来越长的时候效果也会越好。

文中示例代码：python-100-days

总结

本节给大家介绍了 Python 模块和包的使用，对 Python 工程师使用提供了支撑，模块和包的合理使用不断可以提高代码的使用效率，也可以更规范的整个工程项目的调用。

示例代码：Python-100-days-day006

参考：
https://liam.page/2017/07/23/modules-and-packages-of-python/

关注公众号：python技术，回复"python"一起学习交流