Python基础之模块与包
模块介绍
模块是一系列功能的集合,分为三大类
1. 内置模块 2. 第三方模块 3. 自定义模块 一个python文件本身就是一个模块, 文件名x.py, 模块名就叫x
模块分为四种形式:
1 使用python编写的.py文件 2 已被编译为共享库或DLL的C或C++扩展 3 把一系列模块组织到一起的文件夹（注：文件夹下有一个__init__.py文件，该文件夹称之为包） 4 使用C编写并链接到python解释器的内置模块
为什么要使用模块
#1、从文件级别组织程序，更方便管理 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 #2、拿来主义，提升开发效率 同样的原理，我们也可以下载别人写好的模块然后导入到自己的项目中使用，这种拿来主义，可以极大地提升我们的开发效率 #ps： 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。
使用模块之import
1. import的使用
#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到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 #test.py import spam #只在第一次导入时才执行spam.py内代码,此处的显式效果是只打印一次'from the spam.py',当然其他的顶级代码也都被执行了,只不过没有显示效果. import spam import spam import spam ''' 执行结果： from the spam.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。
2. 在第一次导入模块时会做三件事，重复导入会直接引用内存中已经加载好的结果
#1.为源文件(spam模块)创建新的名称空间，在spam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 spam 提示:导入模块时到底执行了什么？ In fact function definitions are also ‘statements’ that are ‘executed’; the execution of a module-level function definition enters the function name in the module’s global symbol table. 事实上函数定义也是“被执行”的语句，模块级别函数定义的执行将函数名放 入模块全局名称空间表，用globals()可以查看 #3.创建名字spam来引用该命名空间 这个名字和变量名没什么区别，都是‘第一类的’，且使用spam.名字的方式 可以访问spam.py文件中定义的名字，spam.名字与test.py中的名字来自 两个完全不同的地方。
3. 被导入模块有独立的名称空间
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
4. 为模块名起别名
为已经导入的模块起别名的方式对编写可扩展的代码很有用
import spam as sm print(sm.money)
5. 在一行导入多个模块
import sys,os,re
使用模块之from...import...
1. from...import...的使用
from spam import read1,read2
2. from...import 与import的对比
#唯一的区别就是：使用from...import...则是将spam中的名字直接导入到当前的名称空间中，所以在当前名称空间中，直接使用名字就可以了、无需加前缀：spam. #from...import...的方式有好处也有坏处 好处：使用起来方便了 坏处：容易与当前执行文件中的名字冲突
3. 也支持as
from spam import read1 as read
4. 一行导入多个名字
from spam import read1,read2,money
5. from...import *
#from spam import * 把spam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
可以使用__all__来控制*（用来发布新版本），在spam.py中新增一行
__all__=['money','read1'] #这样在另外一个文件中用from spam import *就这能导入列表中规定的两个名字
6. 模块循环导入问题
模块循环/嵌套导入抛出异常的根本原因是由于在python中模块被导入一次之后，就不会重新导入，只会在第一次导入时执行模块内代码
在我们的项目中应该尽量避免出现循环/嵌套导入，如果出现多个模块都需要共享的数据，可以将共享的数据集中存放到某一个地方
Py文件的两种用途
#编写好的一个python文件可以有两种用途： 一：脚本，一个文件就是整个程序，用来被执行 二：模块，文件中存放着一堆功能，用来被导入使用 #python为我们内置了全局变量__name__， 当文件被当做脚本执行时：__name__ 等于'__main__' 当文件被当做模块导入时：__name__等于模块名 #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__':
模块搜索路径
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
官网解释:
#官网链接：https://docs.python.org/3/tutorial/modules.html#the-module-search-path 搜索路径： 当一个命名为spam的模块被导入时 解释器首先会从内建模块中寻找该名字 找不到，则去sys.path中找该名字 sys.path从以下位置初始化 1 执行文件所在的当前目录 2 PTYHONPATH（包含一系列目录名，与shell变量PATH语法一样） 3 依赖安装时默认指定的 注意：在支持软连接的文件系统中，执行脚本所在的目录是在软连接之后被计算的，换句话说，包含软连接的目录不会被添加到模块的搜索路径中 在初始化后，我们也可以在python程序中修改sys.path,执行文件所在的路径默认是sys.path的第一个目录，在所有标准库路径的前面。这意味着，当前目录是优先于标准库目录的，需要强调的是：我们自定义的模块名不要跟python标准库的模块名重复，除非你是故意的，傻叉。
包介绍
1. 什么是包?
#官网解释 Packages are a way of structuring Python’s module namespace by using “dotted module names” 包是一种通过使用‘.模块名’来组织python模块名称空间的方式。 #具体的：包就是一个包含有__init__.py文件的文件夹，所以其实我们创建包的目的就是为了用文件夹将文件/模块组织起来 #需要强调的是： 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，包的本质就是一种模块
2、为何要使用包
包的本质就是一个文件夹，那么文件夹唯一的功能就是将文件组织起来
随着功能越写越多，我们无法将所以功能都放到一个文件中，于是我们使用模块去组织功能，而随着模块越来越多，我们就需要用文件夹将模块文件组织起来，以此来提高程序的结构性和可维护性
3、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。但对于导入后，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)。 #2、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 #3、包A和包B下有同名模块也不会冲突，如A.a与B.a来自俩个命名空间
包的使用
1. 包的使用之import
import glance.db.models glance.db.models.register_models('mysql')
单独导入包名称时不会导入包中所有包含的所有子模块，如
#在与glance同级的test.py中 import glance glance.cmd.manage.main() ''' 执行结果： AttributeError: module 'glance' has no attribute 'cmd' '''
解决方法：
#glance/__init__.py from . import cmd #glance/cmd/__init__.py from . import manage
执行：
#在于glance同级的test.py中 import glance glance.cmd.manage.main()
2. 包的使用之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
from glance.db import models models.register_models('mysql') from glance.db.models import register_models register_models('mysql')
3. from glance.api import *
在讲模块时，我们已经讨论过了从一个模块内导入所有*，此处我们研究从一个包导入所有*。
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）。
4. 绝对导入和相对导入
我们的最顶级包glance是写给别人用的，然后在glance包内部也会有彼此之间互相导入的需求，这时候就有绝对导入和相对导入两种方式：
绝对导入：以glance作为起始
相对导入：用.或者..的方式最为起始（只能在一个包中使用，不能用于不同目录内）
例如：我们在glance/api/version.py中想要导入glance/cmd/manage.py
在glance/api/version.py #绝对导入 from glance.cmd import manage manage.main() #相对导入 from ..cmd import manage manage.main()
测试结果：注意一定要在于glance同级的文件中测试
from glance.api import versions
5. 包以及包所包含的模块都是用来被导入的，而不是被直接执行的。而环境变量都是以执行文件为准的
比如我们想在glance/api/versions.py中导入glance/api/policy.py，错误示范:
#在version.py中 import policy policy.get()
没错，我们单独运行version.py是一点问题没有的，运行version.py的路径搜索就是从当前路径开始的，于是在导入policy时能在当前目录下找到
但是你想啊，你子包中的模块version.py极有可能是被一个glance包同一级别的其他文件导入，比如我们在于glance同级下的一个test.py文件中导入version.py，如下
from glance.api import versions ''' 执行结果: ImportError: No module named 'policy' ''' ''' 分析: 此时我们导入versions在versions.py中执行 import policy需要找从sys.path也就是从当前目录找policy.py, 这必然是找不到的 '''
6. 绝对导入与相对导入总结
绝对导入与相对导入 # 绝对导入: 以执行文件的sys.path为起始点开始导入,称之为绝对导入 # 优点: 执行文件与被导入的模块中都可以使用 # 缺点: 所有导入都是以sys.path为起始点,导入麻烦 # 相对导入: 参照当前所在文件的文件夹为起始开始查找,称之为相对导入 # 符号: .代表当前所在文件的文件加,..代表上一级文件夹,...代表上一级的上一级文件夹 # 优点: 导入更加简单 # 缺点: 只能在导入包中的模块时才能使用 #注意: 1. 相对导入只能用于包内部模块之间的相互导入,导入者与被导入者都必须存在于一个包内 2. attempted relative import beyond top-level package # 试图在顶级包之外使用相对导入是错误的,言外之意,必须在顶级包内使用相对导入,每增加一个.代表跳到上一级文件夹,而上一级不应该超出顶级包
