Python模块和包
模块
- 什么是模块
- Python 模块(Module)，是一个 Python 文件，以 .py 结尾，包含了 Python 对象定义和Python语句。
- 模块让你能够有逻辑地组织你的 Python 代码段。
- 把相关的代码分配到一个模块里能让你的代码更好用，更易懂。
- 模块能定义函数，类和变量，模块里也能包含可执行的代码。
- 为什么使用模块
如果你退出python解释器然后重新进入，那么你之前定义的函数或者变量都将丢失，因此我们通常将程序写到文件中以便永久保存下来，需要时就通过python test.py方式去执行，此时test.py被称为脚本script。
随着程序的发展，功能越来越多，为了方便管理，我们通常将程序分成一个个的文件，这样做程序的结构更清晰，方便管理。这时我们不仅仅可以把这些文件当做脚本去执行，还可以把他们当做模块来导入到其他的模块中，实现了功能的重复利用，
- 如何使用模块
示例文件：自定义模块my_module.py，文件名my_module.py,模块名my_module
#my_module.py文件
print('from the my_module.py')
money=1000
def read1():
print('my_module->read1->money',money)
def read2():
print('my_module->read2 calling read1')
read1()
def change():
global money
money=0
模块可以包含可执行的语句和函数的定义，这些语句的目的是初始化模块，它们只在模块名第一次遇到导入import语句时才执行（import语句是可以在程序中的任意位置使用的,且针对同一个模块很import多次,为了防止你重复导入，python的优化手段是：第一次导入后就将模块名加载到内存了，后续的import语句仅是对已经加载大内存中的模块对象增加了一次引用，不会重新执行模块内的语句），如下
demo.py文件
import my_module
import my_module
import my_module
执行结果
from the my_module.py
我们可以从sys.modules中找到当前已经加载的模块，sys.modules是一个字典，内部包含模块名与模块对象的映射，该字典决定了导入模块时是否需要重新导入。
每个模块都是一个独立的名称空间，定义在这个模块中的函数，把这个模块的名称空间当做全局名称空间，这样我们在编写自己的模块时，就不用担心我们定义在自己模块中全局变量会在被导入时，与使用者的全局变量冲突
#测试一:money与my_module.money不冲突
#demo.py
import my_module
money=10
print(my_module.money)
#执行结果：
from the my_module.py
#测试二：read1与my_module.read1不冲突
#demo.py
import my_module
def read1():
print('========')
my_module.read1()
#执行结果:
from the my_module.py
my_module->read1->money 1000
#测试三：执行my_module.change()操作的全局变量money仍然是my_module中的
#demo.py
import my_module
money=1
my_module.change()
print(money)
#执行结果：
from the my_module.py
总结：首次导入模块my_module时会做三件事：
1.为源文件(my_module模块)创建新的名称空间，在my_module中定义的函数和方法若是使用到了global时访问的就是这个名称空间。
2.在新创建的命名空间中执行模块中包含的代码，见初始导入import my_module
- 为模块起别名
import my_module as a
print(a.money)
用法示范
有两中sql模块mysql和oracle，根据用户的输入，选择不同的sql功能
#mysql.py
def sqlparse():
print('from mysql sqlparse')
#oracle.py
def sqlparse():
print('from oracle sqlparse')
#test.py
db_type=input('>>: ')
if db_type == 'mysql':
import mysql as db
elif db_type == 'oracle':
import oracle as db
db.sqlparse()
- 一行导入多个模块
import sys,os,re
一行导入多个模块并起别名
import sys as s,os as o,re as r
在我们写代码要导入多个模块时一般不建议一行导入多个模块，虽然是减少了代码量，如果后期要注释掉某个模块那就比较麻烦了。
单个模块导入虽然代码量增加了，但阅读性比单行导入的要高
- from ... import ...导入方式
对比import my_module，会将源文件的名称空间'my_module'带到当前名称空间中，使用时必须是my_module.名字的方式
而from 语句相当于import，也会创建新的名称空间，但是将my_module中的名字直接导入到当前的名称空间中，在当前名称空间中，直接使用名字就可以了、
from my_module import read1,read2
read1()
read2()
#执行结果
from the my_module.py
my_module->read1->money 1000
my_module->read2 calling read1
my_module->read1->money 1000
这样在当前位置直接使用read1和read2就好了，执行时，仍然以my_module.py文件全局名称空间#测试一：导入的函数read1，执行时仍然回到my_module.py中寻找全局变量money
#demo.py
from my_module import read1
money=1000
read1()
#执行结果:
from the my_module.py
spam->read1->money 1000
#测试二:导入的函数read2，执行时需要调用read1(),仍然回到my_module.py中找read1()
#demo.py
from my_module import read2
def read1():
print('==========')
read2()
#执行结果:
from the my_module.py
my_module->read2 calling read1
my_module->read1->money 1000
如果当前有重名read1或者read2，那么会有覆盖效果。
#测试三:导入的函数read1，被当前位置定义的read1覆盖掉了
#demo.py
from my_module import read1
def read1():
print('==========')
read1()
#执行结果:
from the my_module.py
from my_module import read1 as read 也是支持as别名的
from my_module import (read1,read2,money)也支持多行导入的
- from my_module import *的用法
from my_module import * 把my_module中所有的不是以下划线(_)开头的名字都导入到当前位置，大部分情况下我们的python程序不应该使用这种导入方式，因为*你不知道你导入什么名字，很有可能会覆盖掉你之前已经定义的名字。而且可读性极其的差，在交互式环境中导入时没有问题。
from my_module import *
print(money)
print(read1())
print(read2())
print(change())
在my_module.py中新增一行
__all__=['money','read1'] #这样在另外一个文件中用from my_module import *就这能导入列表中规定的两个名字
*如果my_module.py中的名字前加_,即_money，则from my_module import *,则_money不能被导入
- 模块的加载于修改
考虑到性能的原因，每个模块只被导入一次,放入字典sys.modules中，如果你改变了模块的内容，你必须重启程序，python不支持重新加载或卸载之前导入的模块，
特别的对于我们引用了这个模块中的一个类，用这个类产生了很多对象，因而这些对象都有关于这个模块的引用。
def func1():
print('func1')
import time,importlib
import aa
time.sleep(20)
# importlib.reload(aa)
aa.func1()
在20秒的等待时间里，修改aa.py中func1的内容，等待test.py的结果。
打开importlib注释，重新测试
- 模块当脚本执行
我们可以通过模块的全局变量__name__来查看模块名：
当做脚本运行：
__name__ 等于'__main__'
当做模块导入：
__name__= 模块名
作用：用来控制.py文件在不同的应用场景下执行不同的逻辑
if __name__ == '__main__':
def fib(n):
a, b = 0, 1
while b < n:
print(b, end=' ')
a, b = b, a+b
print()
if __name__ == "__main__":
print(__name__)
num = input('num :')
fib(int(num))
- 模块搜索路径
python解释器在启动时会自动加载一些模块，可以使用sys.modules查看
在第一次导入某个模块时（比如my_module），会先检查该模块是否已经被加载到内存中（当前执行文件的名称空间对应的内存），如果有则直接引用
如果没有，解释器则会查找同名的内建模块，如果还没有找到就从sys.path给出的目录列表中依次寻找my_module.py文件。
所以总结模块的查找顺序是：内存中已经加载的模块->内置模块->sys.path路径中包含的模块
需要特别注意的是：我们自定义的模块名不应该与系统内置模块重名
包
- 什么是包
简单点说：包就是文件夹，但该文件夹下必须存在 __init__.py 文件, 该文件的内容可以为空。__init__.py 用于标识当前文件夹是一个包。
１. 无论是import形式还是from...import形式，凡是在导入语句中（而不是在使用时）遇到带点的，都要第一时间提高警觉：这是关于包才有的导入语法
2. 包是目录级的（文件夹级），文件夹是用来组成py文件（包的本质就是一个包含__init__.py文件的目录）
3. import导入文件时，产生名称空间中的名字来源于文件，import 包，产生的名称空间的名字同样来源于文件，即包下的__init__.py，导入包本质就是在导入该文件
强调：
1. 在python3中，即使包下没有__init__.py文件，import 包仍然不会报错，而在python2中，包下一定要有该文件，否则import 包报错
2. 创建包的目的不是为了运行，而是被导入使用，记住，包只是模块的一种形式而已，包即模块
创建一个包
import os
os.makedirs('glance/api')
os.makedirs('glance/cmd')
os.makedirs('glance/db')
l = []
l.append(open('glance/__init__.py','w'))
l.append(open('glance/api/__init__.py','w'))
l.append(open('glance/api/policy.py','w'))
l.append(open('glance/api/versions.py','w'))
l.append(open('glance/cmd/__init__.py','w'))
l.append(open('glance/cmd/manage.py','w'))
l.append(open('glance/db/models.py','w'))
map(lambda f:f.close() ,l)
包目录结构
glance/ #Top-level package
├── __init__.py #Initialize the glance package
├── api #Subpackage for api
│ ├── __init__.py
│ ├── policy.py
│ └── versions.py
├── cmd #Subpackage for cmd
│ ├── __init__.py
│ └── manage.py
└── db #Subpackage for db
├── __init__.py
└── models.py
注意事项
1.关于包相关的导入语句也分为import和from ... import ...两种，但是无论哪种，无论在什么位置，在导入时都必须遵循一个原则：凡是在导入时带点的，点的左边都必须是一个包，否则非法。可以带有一连串的点，如item.subitem.subsubitem,但都必须遵循这个原则。
2.对于导入后，在使用时就没有这种限制了，点的左边可以是包,模块，函数，类(它们都可以用点的方式调用自己的属性)。
3.对比import item 和from item import name的应用场景：
如果我们想直接使用name那必须使用后者。
我们在与包glance同级别的文件中测试
import glance.db.models
glance.db.models.register_models('mysql')
- from ... import ...
需要注意的是from后import导入的模块，必须是明确的一个不能带点，否则会有语法错误，如：from a import b.c是错误语法
我们在与包glance同级别的文件中测试
from glance.db import models
models.register_models('mysql')
from glance.db.models import register_models
register_models('mysql')
- __init__.py文件
不管是哪种方式，只要是第一次导入包或者是包的任何其他部分，都会依次执行包下的__init__.py文件(我们可以在每个包的文件内都打印一行内容来验证一下)，这个文件可以为空，但是也可以存放一些初始化包的代码。
from glance.api import *
此处是想从包api中导入所有，实际上该语句只会导入包api下__init__.py文件中定义的名字，我们可以在这个文件中定义__all___:
#在__init__.py中定义
x=10
def func():
print('from api.__init.py')
__all__=['x','func','policy']
此时我们在于glance同级的文件中执行from glance.api import *就导入__all__中的内容（versions仍然不能导入）。
glance/
├── __init__.py
├── api
│ ├── __init__.py __all__ = ['policy','versions']
│ ├── policy.py
│ └── versions.py
├── cmd __all__ = ['manage']
│ ├── __init__.py
│ └── manage.py
└── db __all__ = ['models']
├── __init__.py
└── models.py
from glance.api import *
policy.get()
