python 包和模块

基本概念

模块

为了使代码更容易维护，提高代码重用价值；可以将一组相关功能的代码写入一个单独的py文件中，供别人导入使用，这个py文件就被称作是一个模块

包

包是一个有层次的文件目录结构，它定义了由n个模块或n个子包
具体表现形式：包含__init__.py 文件的目录，这个目录下一定得有这个__init__.py文件和其它模块或子包

库

参照其他编程语言的一个喊法
完成一点功能的代码集合
具体表现可以是一个模块，也可以是包

框架

一个架构层面的概念
从库功能角度来看，解决一个开放性问题而设计的具有一定约束性的支撑结构
通过一个框架，可以快速实现一个问题解决的骨架；到时按照框架角色去填充，交互就可以完成一个质量好，维护性高的项目。
web框架 Flask Django

包和模块的作用

编写好一些轮子，工具代码，供其他模块调用
有效的对程序进行分解，方便代码的管理和维护
可以防止同一模块内的命名重复问题

分类

标准包模块

安装python后，自动帮我们安装好的一些模块，可以直接导入使用
特殊：内建包、模块
当我们在编码的过程中，python自动帮我们导入的模块，builtins，不需要手动的导入该模块，直接使用就可以。

import builtins

print(dir(builtins))

[‘ArithmeticError’, ‘AssertionError’, ‘AttributeError’, ‘BaseException’, ‘BlockingIOError’, ‘BrokenPipeError’, ‘BufferError’, ‘BytesWarning’, ‘ChildProcessError’, ‘ConnectionAbortedError’, ‘ConnectionError’, ‘ConnectionRefusedError’, ‘ConnectionResetError’, ‘DeprecationWarning’, ‘EOFError’, ‘Ellipsis’, ‘EnvironmentError’, ‘Exception’, ‘False’, ‘FileExistsError’, ‘FileNotFoundError’, ‘FloatingPointError’, ‘FutureWarning’, ‘GeneratorExit’, ‘IOError’, ‘ImportError’, ‘ImportWarning’, ‘IndentationError’, ‘IndexError’, ‘InterruptedError’, ‘IsADirectoryError’, ‘KeyError’, ‘KeyboardInterrupt’, ‘LookupError’, ‘MemoryError’, ‘ModuleNotFoundError’, ‘NameError’, ‘None’, ‘NotADirectoryError’, ‘NotImplemented’, ‘NotImplementedError’, ‘OSError’, ‘OverflowError’, ‘PendingDeprecationWarning’, ‘PermissionError’, ‘ProcessLookupError’, ‘RecursionError’, ‘ReferenceError’, ‘ResourceWarning’, ‘RuntimeError’, ‘RuntimeWarning’, ‘StopAsyncIteration’, ‘StopIteration’, ‘SyntaxError’, ‘SyntaxWarning’, ‘SystemError’, ‘SystemExit’, ‘TabError’, ‘TimeoutError’, ‘True’, ‘TypeError’, ‘UnboundLocalError’, ‘UnicodeDecodeError’, ‘UnicodeEncodeError’, ‘UnicodeError’, ‘UnicodeTranslateError’, ‘UnicodeWarning’, ‘UserWarning’, ‘ValueError’, ‘Warning’, ‘WindowsError’, ‘ZeroDivisionError’, ‘build_class’, ‘debug’, ‘doc’, ‘import’, ‘loader’, ‘name’, ‘package’, ‘spec’, ‘abs’, ‘all’, ‘any’, ‘ascii’, ‘bin’, ‘bool’, ‘breakpoint’, ‘bytearray’, ‘bytes’, ‘callable’, ‘chr’, ‘classmethod’, ‘compile’, ‘complex’, ‘copyright’, ‘credits’, ‘delattr’, ‘dict’, ‘dir’, ‘divmod’, ‘enumerate’, ‘eval’, ‘exec’, ‘execfile’, ‘exit’, ‘filter’, ‘float’, ‘format’, ‘frozenset’, ‘getattr’, ‘globals’, ‘hasattr’, ‘hash’, ‘help’, ‘hex’, ‘id’, ‘input’, ‘int’, ‘isinstance’, ‘issubclass’, ‘iter’, ‘len’, ‘license’, ‘list’, ‘locals’, ‘map’, ‘max’, ‘memoryview’, ‘min’, ‘next’, ‘object’, ‘oct’, ‘open’, ‘ord’, ‘pow’, ‘print’, ‘property’, ‘quit’, ‘range’, ‘repr’, ‘reversed’, ‘round’, ‘runfile’, ‘set’, ‘setattr’, ‘slice’, ‘sorted’, ‘staticmethod’, ‘str’, ‘sum’, ‘super’, ‘tuple’, ‘type’, ‘vars’, ‘zip’]

三方包和模块

其他开发人员，需要下载安装才可以

自定义包和模块

自己写的模块

创建

创建模块

直接创建.py文件即可

创建包

创建一个文件夹，文件夹内务必创建一个__init__.py这个文件
import 时会自动执行__init__.py

模块信息

查看模块路径：

import os

print(os.__file__)

C:\Users\wqr57\AppData\Local\Programs\Python\Python37\lib\os.py

查看模块内容：

import os

print(dir(os))

导入

import M
如果某个包里的模块，可以通过点语法来定位

import M1, M2

import M as 别名
导入模块时，给模块起个别名

if file_extension == 'txt':
    import txt_parse as p
else file_extension == 'doc':
    import doc_parse as p

p.open()
p.read()
p.close()

包和模块都是对象。
如果导入的是一个包，默认不会导入任何模块
解决方法：
在__init__.py, 再次导入需要的模块（import p1.Tool）

from语句导入

from A import B [as C]

可以从包中导入模块，可以从模块中导入模块资源
可以单个，多个，起别名。
有多层级时，在A处多层级，B处最简。
包里面只能看到模块，看不到模块资源。
from 包.模块 import 内容

只看import 后面的东西

模块通过__all__ 列表字符串告诉外界*可调用内容
from 模块 import *
from 包 import *

需要在模块中添加 __all__ = [‘num1’, ‘num2’]，字符串来告诉外界。
需要在包的__init__.py 中添加__all__ = [‘tool1’, ‘tool2’]
变量__all__ 匹配 *
没有__all__ 则导入所有，除了_开头的私有变量

慎用，因为你无法预知到时会导入哪些内容到当前位置，容易产生变量名冲突

导入模块后具体做了什么

第一次导入：

1. 在自己当下的命名空间中，执行所有代码
2. 创建一个模块对象，并将模块内所有顶级变量以属性的形式绑定在模块对象上
3. 在 import 的位置，引入import后面的变量名称到当前命名空间

第二次导入时：
直接执行上述步骤3

结论：
注意，两种导入方式都会大致执行以上的步骤
多次导入模块，该模块并不会执行多次
两种导入方式不存在哪一种更省内存，区别在于把哪一部分内容拿到当前位置来用

导入模块位置顺序

第一次导入时

按照模块检索路径顺序去找，

1. 内置模块
2. sys.path

sys.path 构成：

1. 当前目录
2. 环境变量PYTHONPATH 中指定的路径列表
3. 特定路径下的.pth文件中的文件路径列表
4. 在python 安装路径的lib 库中搜索

import sys

print(sys.path)

['d:\\python\\python_learn', 'C:\\Users\\wqr57\\AppData\\Local\\Programs\\Python\\Python37\\python37.zip', 'C:\\Users\\wqr57\\AppData\\Local\\Programs\\Python\\Python37\\DLLs', 'C:\\Users\\wqr57\\AppData\\Local\\Programs\\Python\\Python37\\lib', 'C:\\Users\\wqr57\\AppData\\Local\\Programs\\Python\\Python37', 'C:\\Users\\wqr57\\AppData\\Roaming\\Python\\Python37\\site-packages', 'C:\\Users\\wqr57\\AppData\\Local\\Programs\\Python\\Python37\\lib\\site-packages', 'C:\\Users\\wqr57\\AppData\\Local\\Programs\\Python\\Python37\\lib\\site-packages\\win32', 'C:\\Users\\wqr57\\AppData\\Local\\Programs\\Python\\Python37\\lib\\site-packages\\win32\\lib', 'C:\\Users\\wqr57\\AppData\\Local\\Programs\\Python\\Python37\\lib\\site-packages\\Pythonwin']

追加路径的方式

直接修改sys.path

只作用于本次

import sys

print(sys.path)
sys.path.append(r'C:\User\my_directory')
print(sys.path)
['d:\\python\\python_learn', 'C:\\Users\\wqr57\\AppData\\Local\\Programs\\Python\\Python37\\python37.zip', 'C:\\Users\\wqr57\\AppData\\Local\\Programs\\Python\\Python37\\DLLs', 'C:\\Users\\wqr57\\AppData\\Local\\Programs\\Python\\Python37\\lib', 'C:\\Users\\wqr57\\AppData\\Local\\Programs\\Python\\Python37', 'C:\\Users\\wqr57\\AppData\\Roaming\\Python\\Python37\\site-packages', 'C:\\Users\\wqr57\\AppData\\Local\\Programs\\Python\\Python37\\lib\\site-packages', 'C:\\Users\\wqr57\\AppData\\Local\\Programs\\Python\\Python37\\lib\\site-packages\\win32', 'C:\\Users\\wqr57\\AppData\\Local\\Programs\\Python\\Python37\\lib\\site-packages\\win32\\lib', 'C:\\Users\\wqr57\\AppData\\Local\\Programs\\Python\\Python37\\lib\\site-packages\\Pythonwin', 'C:\\User\\my_directory']

修改环境变量

PYTHONPATH

添加.pth文件

存放.pth文件的位置：

import site

print(site.getsitepackages())
['C:\\Users\\wqr57\\AppData\\Local\\Programs\\Python\\Python37', 'C:\\Users\\wqr57\\AppData\\Local\\Programs\\Python\\Python37\\lib\\site-packages']

第二次导入时

从已经加载过的模块中去找
查看已加载模块的方式

import sys
sys.modules

局部导入

在某个局部范围内导入模块，如果想要在全局范围都能使用，在文件顶部导入相关模块

覆盖导入

自定义模块和非内置的标准模块重名，根据前者存储位置，有可能前者会覆盖后者，自定义模块不要与标准模块重名。

使用from package import module

循环导入

模块A内导入了模块B，模块B内也导入了模块A，这样就造成了循环导入
在sys.modules 查找模块

可选导入

两个功能相近的包根据需求优先选择其中一个导入
有两个包A和B都可以实现相同的功能，想优先使用A，而且需要做的在没有A的情况下，使用B做备选

# 优先导入other2

try:
    import other2 as o
except ModuleNotFoundError:
    import other as o

print(o.o1)

包内导入

分为绝对导入和相对导入
包内导入即是包内的模块导入包内部的模块

绝对导入：参照sys.path路径进行检索
例如指明包名或模块名，import a, from a import b

相对导入：使用.来指代相对路径
. 根据模块名称所获取的当前目录
… 根据模块名称所获取的上层目录
from . import a
from … import a

当我们尝试去使用解释器去执行某一个py文件的时候，那他就会确定当前文件所在的目录，然后把这个目录添加到sys.path
添加过之后，sys.path里面的内容几经确定

如果一个py文件直接以脚本的形式进行执行python file，他的名称就是 __main__
如果是使用模块的形式进行加载，那么他的名称由加载的路径决定的，包名.子包名.模块名

print(__name__)
# __main__

正确用法：包内导入使用相对导入，保外导入使用绝对导入