Python學習—模塊與包

模塊

1.模塊介紹

在計算機程序的開發過程中，隨著程序代碼越寫越多，在一個文件里代碼就會越來越長，越來越不容易維護。
為了編寫可維護的代碼，我們把很多函數分組，分別放到不同的文件里，這樣，每個文件包含的代碼就相對較少，很多編程語言都采用這種組織代碼的方式。在Python中，一個.py文件就稱之為一個模塊。

2.使用模塊的好處：

最大的好處是大大提高了代碼的可維護性。其次，編寫代碼不必從零開始。當一個模塊編寫完畢，就可以被其他地方引用。我們在編寫程序的時候，也經常引用其他模塊，包括Python內置的模塊和來自第三方的模塊。
使用模塊還可以避免函數名和變量名沖突。相同名字的函數和變量完全可以分別存在不同的模塊中，因此，我們自己在編寫模塊時，不必考慮名字會與其他模塊沖突。但是也要注意，盡量不要與內置函數名字沖突。點這里查看Python的所有內置函數。

3.模塊分類

模塊分為三種：
(1).自定義模塊
(2).內置標準模塊（又稱標準庫）
(3).開源模塊

4.模塊導入

（1）import xxx
直接導入模塊.
導入時執行的動作：
產生一個新的名稱空間；
在新建的名稱空間里面執行模塊（.py）的內容；
拿到模塊名，執行模塊文件產生的名稱空間。

（2）import xxx as yyy
導入模塊并重新賦予一個名字（不會改變模塊本身的名字）

（3）from ... import xxx
從一個模塊里導入函數、變量、裝飾器等......
from ... import
將某個模塊的所有內容導入。代表所有。
用這種格式導入的時候iu，可以在模塊中添加代碼：

__all__ = [這里寫允許從這個模塊導入的內容]

例如：

import time
a = 100
def runTime(fun):
    def wrapper():
        start_time = time.time()
        fun()
        end_time = time.time()
        print('%.8f' %(end_time-start_time))
    return wrapper

def hello():
    print("hello hello")

#__all__用來控制from xxx import *導入的內容，此處表示只允許導入裝飾器rumTime和變量a，而方法hello則不會被導入。
__all__ = ['runTime','a']

hello()

from ... import xxx as yyy
導入內容并重新命名。

5.常用內置模塊

1.time模塊
https://www.cnblogs.com/tkqasn/p/6001134.html

2.random模塊
https://blog.csdn.net/zheng_lan_fang/article/details/76684761

3.math模塊
https://blog.csdn.net/qq_38092017/article/details/76216137

4.string模塊
https://blog.csdn.net/github_36601823/article/details/77815013

5.os模塊
https://www.cnblogs.com/ginvip/p/6439679.html

6.sys模塊
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1594972087849221139&wfr=spider&for=pc

6.模塊導入時查找順序

在導入模塊時，模塊在python中的查找順序為：

內存中已經加載的模塊-->內置模塊-->sys.path目錄里面的模塊

• 內存中已經加載的模塊：pythonj解釋器在啟動時默認自動加載的模塊，可以通過sys.modules查看，sys.modules是一個字典，由模塊名和模塊信息構成鍵值對。
• sys.path記錄了導入模塊的搜索路徑，按照路徑的先后順序去搜索。
  注意：自定義模塊時，模塊名字不要和內置模塊沖突，否則導入的是自定義模塊，無法導入系統內置模塊。

7.解決問題

1.在導入模塊時，模塊中的執行結果會和當前.py文件中執行結果一起顯示。
例如：
有一個myRunTime模塊如下：

import time
a = 100
def runTime(fun):
    def wrapper():
        start_time = time.time()
        fun()
        end_time = time.time()
        print('%.8f' %(end_time-start_time))
    return wrapper

def hello():
    print("hello hello")

hello()

將模塊導入：

import time
import myRunTime

@myRunTime.runTime
def new_hello():
    time.sleep(2)
    print('new hello')

new_hello()

運行會發現，模塊中的內容也顯示了出來。

解決辦法：
在模塊中添加一行代碼：

import time
import myRunTime
a = 100
def runTime(fun):
    def wrapper():
        start_time = time.time()
        fun()
        end_time = time.time()
        print('%.8f' %(end_time-start_time))
    return wrapper

def hello():
    print("hello hello")
if __name__ == "__main__":     #這是添加的代碼。判斷這個文件是否被作為模塊導入。否，則執行if下的語句。是，則不執行。
    hello()

現在運行就不會有模塊中的執行結果了。

__name__所在文件沒有被當作模塊導入，其值為__main__
__name__所在文件沒被當作模塊導入，其值為模塊的名稱

8.第三方模塊導入

（主機要能聯網）
1.在shell環境中用pip3安裝。

pip3 install 模塊名

2.在pycharm中安裝

按ctrl+alt+s鍵進入模塊管理界面，點擊模塊列表右邊的"+"號按鈕，進入搜索模塊頁面搜索選擇模塊然后安裝。

包

1.包的含義

包是一種管理 Python 模塊命名空間的形式，采用"點模塊名稱"。

如果不同的人編寫的模塊名相同怎么辦？為了避免模塊名沖突，Python又引入了按目錄來組織模塊的方法，稱為包（Package）。

比如一個模塊的名稱是 A.B， 那么他表示一個包 A中的子模塊 B 。

就好像使用模塊的時候，你不用擔心不同模塊之間的全局變量相互影響一樣，采用點模塊名稱這種形式也不用擔心不同庫之間的模塊重名的情況。

這樣不同的作者都可以提供 NumPy 模塊，或者是 Python 圖形庫。

舉個例子：
一個abc.py的文件就是一個名字叫abc的模塊，一個xyz.py的文件就是一個名字叫xyz的模塊。

現在，假設我們的abc和xyz這兩個模塊名字與其他模塊沖突了，于是我們可以通過包來組織模塊，避免沖突。方法是選擇一個頂層包名，比如mycompany，按照如下目錄存放：

引入了包以后，只要頂層的包名不與別人沖突，那所有模塊都不會與別人沖突。現在，abc.py模塊的名字就變成了mycompany.abc，類似的，xyz.py的模塊名變成了mycompany.xyz。

請注意，每一個包目錄下面都會有一個init.py的文件，這個文件是必須存在的，否則，Python就把這個目錄當成普通目錄，而不是一個包。init.py可以是空文件，也可以有Python代碼，因為init.py本身就是一個模塊，而它的模塊名就是mycompany。

類似的，可以有多級目錄，組成多級層次的包結構。比如如下的目錄結構：

文件www.py的模塊名就是mycompany.web.www，兩個文件utils.py的模塊名分別是mycompany.utils和mycompany.web.utils。

mycompany.web也是一個模塊，因為該目錄下有一個init.py的文件。

文章參考：廖雪峰python教程

如果對包還有一些疑惑，可以參考：菜鳥教程python3-模塊與包