详解Python模块化--模块(Modules)和包(Packages)

目录引言Python Modules模块导入模块①导入整个模块②导入模块中的特定函数③导入模块中的所有函数给导入的模块一个别名单独运行模块加速模块加载Python Packages包引用包（Package）中的模块引用包（Package）中子模块的函数或变量利用相对路径引用包和模块利用__all__提供包的显式索引打包自己的Package并分发安装python社区中的Package总结引言

在刚入门python时，模块化编程、模块、类库等术语常常并不容易理清。尤其是Modules（模块）和Packages（包），在import引用时很容易混淆出错。

实际上，Python中的函数(Function)、类(Class)、模块(Module)、包库(Package)，都是为了实现模块化引用，让程序的组织更清晰有条理。

通常，函数、变量、类存储在被称为模块(Module)的.py文件中，一组模块文件又组成了包(Package)。 将函数、变量、类存储在存储在独立的.py文件中，可隐藏代码实现的细节，将不同代码块重新组织，与主程序分离，简化主程序的逻辑，提高主程序的可读性。 有了包和模块文件，可以在其他不同程序中进行复用，还可以使用其他人开发的第三方依赖库。Python Modules模块

Modules2模块是包含 Python 定义和语句的文件。以.py为后缀的文件名就是模块名称。

在模块内，模块的名称可以用全局变量 __name__表示（字符串）。

举个例子，我们创建了一个fibo.py文件，文件内容为：

# Fibonacci numbers moduledef fib(n): # write Fibonacci series up to n a, b = 0, 1 while a < n:print(a, end=’ ’)a, b = b, a+b print()def fib2(n): # return Fibonacci series up to n result = [] a, b = 0, 1 while a < n:result.append(a)a, b = b, a+b return result

这里fibo.py就是一个模块，fib、fib2是fibo模块中的函数。

导入模块

如果我们想要在其他程序中使用fibo模块，可以有以下三种方式导入：

①导入整个模块

#import module_nameimport fibo

可使用下面的语法来使用其中任何一个函数：

#module_name.func()fibo.fib(10)

⭕ 注意：这里模块名+句点不可省略。

②导入模块中的特定函数

#from module_name import function_namefrom fibo import fib, fib2fib(10)

若使用这种语法，调用函数时就无需使用模块名+句点。

因为在import语句中已经显式地导入了函数fib和fib2，因此调用它时只需指定其名称。

③导入模块中的所有函数

#from module_name import *from fibo import *fib(20)

这种方式会导入除可下划线 (__)开头的名称以外的所有函数。

⭕ 注意：在大多数情况下，通常不推荐*这种用法，因为它可能会在解释器中引入了一组未知的名称，而且通常会导致代码可读性变差。

给导入的模块一个别名

# import module as mimport numpy as npa = np.arange(100)

利用as给导入模块一个别名，简化代码中的调用写法。

单独运行模块

如果我们想单独测试下模块，可以在模块中添加以下代码，就可以既用作脚本，也可用作可导入模块：

if __name__ == '__main__': import sys fib(int(sys.argv[1]))

单独运行模块：

python fibo.py 100

这段解析命令行的代码仅在模块作为“主”文件执行时才运行。

加速模块加载

为了加快模块的加载速度，Python 会将每个模块的编译版本（如*.pyc）会缓存在__pycache__下的目录中。生成编译文件pyc的详细过程，可以参考文档PEP 3147。

Python 会根据编译版本检查源代码的修改日期，以查看它是否已过期并需要重新编译。

Python Packages包

Packages包可以理解为一组模块的容器，并用Package.Module的方式来构建命名空间3。

以文件系统来类比的话，可以将包视为文件系统上的目录，而将模块视为目录中的文件。4

例如，A.B指定的是在命名为B的包中命名为A的子模块。

利用这样的方法，可以避免一些多模块的包之间命名发生冲突的问题，有点类似于C++中的std::string、cv::imread等命名空间的引用。

例如，这是一个官方的package例子，提供了关于声音处理的sound包：

sound/ Top-level package __init__.py Initialize the sound package formats/ Subpackage for file format conversions __init__.py wavread.py wavwrite.py ... effects/ Subpackage for sound effects __init__.py echo.py ... filters/ Subpackage for filters __init__.py equalizer.py ... __init__.py 必须有这个文件，才能使 Python 将包含该文件的目录视为包（Package）。__init__.py可以是一个空文件，也可以执行包的初始化代码或设置__all__变量。 formats/ 、effects/ 、filters/ 是次一级的子包（Subpackage），每个子包中也有__init__.py 文件。 echo.py等文件是子包中的模块（Module），模块中可能包含函数、类或变量。引用包（Package）中的模块

from sound.effects import echoecho.echofilter(input, output, delay=0.7, atten=4)

这种方式，可以直接引用函数，而不用加上前面包的前缀。

引用包（Package）中子模块的函数或变量

from sound.effects.echo import echofilterechofilter(input, output, delay=0.7, atten=4)

这种方式会加载子模块echo，同时使子模块中的 echofilter() 函数直接可用。

from package import item语句会先测试item是否在包中定义；如果包中没有找到定义，会假定item是一个模块并尝试加载它。如果依旧找不到item， 就会引发我们常见的ImportError异常。

利用相对路径引用包和模块

from . import echofrom .. import formatsfrom ..filters import equalizer

这里的.可以访问同级目录下的包（Package）或者模块（Module）。这里的..可以访问上一级目录下的包（Package）或者模块（Module）。

利用__all__提供包的显式索引

当我们直接采用from sound.effects import *时，可能会引用一些不需要的内容，或者导致加载速度过慢。

这时我们可以通过在__init__.py中定义一个_all__列表，来指定用 * 时应导入的模块名称列表：

__all__ = ['echo', 'surround', 'reverse']

这样我们就可以维护在import * 时需要导入的模块列表，在发布不同版本的包时很有用。

打包自己的Package并分发

通过setuptool工具打包自己的Package，可以参考这两篇文档：

https://packaging.python.org/tutorials/packaging-projects/如何添加必要的文件和结构来创建包、如何构建包以及如何将其上传到Python Package Index。

https://packaging.python.org/guides/distributing-packages-using-setuptools/介绍如何配置、打包和分发自己的 Python 项目的基础知识。

安装python社区中的Package

注意，在python社区中的Package，通常是指发行版的软件包，而不是源代码中一组模块的容器（a container of modules）。

常见的包可以查看PyPI：https://pypi.org/，通过使用pip install来安装社区提供的Packages。

总结

模块化就是将相关代码组织到不同层级的文件里，便于复用，提高代码的可读性。

函数、变量、类存储在被称为模块(Module)的.py文件中，一组模块文件又组成了包(Package)。

引入Package包或Module模块，可以用import …或from … import …，还可以通过相对路径引用上一级的包和模块。

本篇文章就到这里了，希望能给你带来帮助，也希望您能够多多关注好吧啦网的更多内容！