1、 Python 程序由模块组成。一个模块对应 python 源文件，一般后缀名是：.py。
2、模块由语句组成。运行 Python 程序时，按照模块中语句的顺序依次执行。
3、语句是 Python 程序的构造单元，用于创建对象、变量赋值、调用函数、控制语句等。
标准库模块(standard library
与函数类似，模块也分为标准库模块和用户自定义模块。
Python 标准库提供了操作系统功能、网络通信、文本处理、文件处理、数学运算等基本的功能。
比如：random(随机数)、math(数学运算)、time(时间处理)、file(文件处理)、os(和操作系统交互)、sys(和解释器交互)等。
Python 还提供了海量的第三方模块，使用方式和标准库类似。功能覆盖了我们能想象到的所有领域。
比如：科学计算、WEB 开发、大数据、人工智能、图形系统等。
为什么需要模块化编程
模块(module)对应于 Python 源代码文件(.py文件)。
Python 程序分解成多个模块，便于后期的重
复应用。
模块化编程（Modular Programming）将一个任务分解成多个模块。每个模块就像一个积木一样，便于后期的反复使用、反复搭建。
模块化编程有如下几个重要优势：
1、便于将一个任务分解成多个模块，实现团队协同开发，完成大规模程序
2、实现代码复用。一个模块实现后，可以被反复调用。
3、可维护性增强。
模块化编程的流程
模块化编程的一般流程：
1、设计 API，进行功能描述。
2、编码实现 API 中描述的功能。
3、在模块中编写测试代码，并消除全局代码。
4、使用私有函数实现不被外部客户端调用的模块函数。
模块的 API 和功能描述要
API (Application Programming Interface 应用程序编程接口) 是用于描述模块中提供的函数和类的功能描述和使用方式描述。
也可以在 python 的 api 文档中查询。首先进入 python 的安装目录下的 docs 子目录。
模块文档字符串和 API 设计:
我们可以在模块的第一行增加一个文档字符串，用于描述模块的相关功能。然后，通过
__doc__可以获得文档字符串的内容
例子：
模块的创建和测试代码
每个模块都有一个名称，通过特殊变量__name__可以获取模块的名称。在正常情况下，模块名字对应源文件名。
仅有一个例外，就是当一个模块被作为程序入口时（主程序、交互式提示符下），它的__name__的值为“main”。我们可以根据这个特点，将模块源代码文件中的测试代码进行独立的处理。
例如：
import math
math.name #输出’math’
【示例】通过__name==“main”独立处理模块的测试代码：
模块化设计的好处之一就是“代码复用性高”。写好的模块可以被反复调用，重复使用。模块的导入就是“在本模块中使用其他模块”。
import 语句导入
我们一般通过 import 语句实现模块的导入和使用，import 本质上是使用了内置函数__import__()。
当我们通过 import 导入一个模块时，python 解释器进行执行，最终会生成一个对象，这个对象就代表了被加载的模块。
from…import 导入
如果进行类比的话，import 导入的是“文件”，我们要使用该“文件”下的内容
例子：
我们自定义一个模块 calculator.py：
“”“一个实现四则运算的计算器”""
def add(a,b):
return a+b
def minus(a,b):
return a-b
class MyNum():
def print123(self):
print(123)
我们在另一个模块 test.py：
#01
import calculator
a = calculator.add(30,40)
#add(100,200) #不加模块名无法识别
print(a)
#02
from calculator import *
a = add(100,200)
#无需模块名，可以直接引用里面的函数/类
print(a)
b = MyNum()
b.print123()
import()动态导入
import 语句本质上就是调用内置函数__import__()，我们可以通过它实现动态导入。给__import__()动态传递不同的的参数值，就能导入不同的模块。
注意：一般不建议我们自行使用__import__()导入，其行为在 python2 和 python3 中有差异，会导致意外错误。如果需要动态导入可以使用 importlib 模
重新加载
有时候我们确实需要重新加载一个模块，这时候可以使用：importlib.reload()
包(package)的概念和结构
当一个项目中有很多个模块时，需要再进行组织。我们将功能类似的模块放到一起，形成了“包”。本质上，“包”就是一个必须有__init__.py 的文件夹。典型结构如下：
包下面可以包含“模块(module)”，也可以再包含“子包(subpackage)”。就像文件夹下面可以有文件，也可以有子文件夹一样。
上图中，a 是上层的包，下面有一个子包：aa。可以看到每个包里面都有__init__.py 文件。
pycharm 中创建
在 pycharm 开发环境中创建包，非常简单。在要创建包的地方单击右键：New–>Python package 即可。pycharm 会自动帮助我们生成带有__init__.py 文件的包。
导入包操作和本质
上一节中的包结构，我们需要导入 module_AA.py。方式如下：
1、import a.aa.module_AA
在使用时，必须加完整名称来引用，比如：a.aa.module_AA.fun_AA()
2、from a.aa import module_AA
在使用时，直接可以使用模块名。 比如：module_AA.fun_AA()
3、from a.aa.module_AA import fun_AA 直接导入函数
在使用时，直接可以使用函数名。 比如：fun_AA()
导入包的本质其实是“导入了包的__init__.py”文件。也就是说，”import pack1”意味着执行了包 pack1 下面的__init__.py 文件。 这样，可以在__init__.py 中批量导入我们需要的模块，而不再需要一个个导入。
例子：测试包的__init__.py 文件本质用
【注】如上测试我们可以看出 python 的设计者非常巧妙的通过__init__.py 文件将包转成了模块的操作。因此，可以说“包的本质还是模块”。
用*导入包
import * 这样的语句理论上是希望文件系统找出包中所有的子模块，然后导入它们。这可能会花长时间等。Python 解决方案是提供一个明确的包索引。
【注】尽管提供 import * 的方法，仍不建议在生产代码中使用这种写法。
包内引用
如果是子包内的引用，可以按相对位置引入子模块 以 aa 包下的 module_AA 中导入 a包下内容为例：
sys.path 和模块搜索路径
一般按照如下路径寻找模块文件（按照顺序寻找，找到即停不继续往下寻找）：
1、内置模块
2、当前目录
3、程序的主目录
4、pythonpath 目录（如果已经设置了 pythonpath 环境变量）
5、标准链接库目录
6、第三方库目录（site-packages 目录）
7、.pth 文件的内容（如果存在的话）
8、sys.path.append()临时添加的目录
当任何一个 python 程序启动时，就将上面这些搜索路径(除内置模块以外的路径)进行收集，放到 sys 模块的 path 属性中（sys.path）。
模块的本地发布
当我们完成了某个模块开发后，可以将他对外发布，其他开发者也可以以“第三方扩展库”的方式使用我们的模块。我们按照如下步骤即可实现模块的发布：
1、为模块文件创建如下结构的文件夹（一般，文件夹的名字和模块的名字一样）
2、在文件夹中创建一个名为『setup.py』的文件，内容如下：
3、构建一个发布文件。通过终端，cd 到模块文件夹 c 下面，再键入命令：
python setup.py sdist
执行完毕后，目录结构变为：
本地安装模块
将发布安装到你的本地计算机上。仍在 cmd 命令行模式下操作，进 setup.py 所在目录，键入命令：
python setup.py install
安装成功后，我们进入 python 目录/Lib/site-packages 目录（第三方模块都安装的这里,python 解释器执行时也会搜索这个路）：
安装成功后，直接使用 import 导入即可。
import baizhanMath2.demo1
上传模块到 PyPI
将自己开发好的模块上传到 PyPI 网站上，将成为公开的资源，可以让全球用户自由使用。按照如下步骤做，很容易就实现上传模块操作。
1、注册 PyPI 网站：http://pypi.python.org
2、创建用户信息文件.pypirc
3、上传并远程发布
4、管理你的模块
让别人使用你的模块
模块发布完成后，其他人只需要使用 pip 就可以安装你的模块文件。比如：
pip install package-name
如果你更新了模块，别人可以可以通过–update 参数来更新：
pip install package-name updat
