PYTHON中的包和模块

为了更加友好的对python代码进行组织管理，python中出现了包和模块的概念

 

类似生活中整理我们的物品一样，将代码按照不同的功能进行整理整合，可以很大程度的提升代码可读性和代码质量，方便在项目中进行协同开发！

 

这一部分，主要从以下几个部分进行说明：

(1)     包和模块的定义

(2)     包和模块的复用

a)   import引入和from..import引入

b)   绝对引入和相对引入

(3)     自定义模块和包

(4)     包的发布管理

(5)     python中的“main函数”

 

1.1. 包和模块的定义

python中的包和模块，首先是按照代码的功能进行整理整合，想相似功能的代码/大量代码整理到一起方便统一管理

 

模块(module)：python中每个python文件就是一个模块，每个python文件中，封装类似功能的变量、函数、类型等等，可以被其他的python模块通过import关键字引入重复使用！

 

包(pakcage)：包含多个python文件/模块的文件夹，并且文件夹中有一个名称为__init__.py的特殊声明文件，那么这个文件夹就是一个包(模块包)，可以将大量功能相关的python模块包含起来统一管理，同样也可以被其他模块通过import关键字引入重复使用封装的模块和代码！

 

具备一定功能的工具	包含很多工具、功能强大的工具箱
python中的模块	python中的包(模块包/程序包)

 

1.1.1  模块的定义

在工作目录workspace/文件夹中创建自定义测试文件夹demo01/

在demo01/中创建文件utils.py，这就是一个工具模块[见名知意]

demo01/utils.py ------ ‘’’工具模块，主要定义项目中可能使用到的各种工具变量、常量、函数、类型等等’’’

1.1.2. 包的定义

在demo01/文件夹中，创建一个文件夹modules/

在modules/文件夹中，创建一个空文件__init__.py

此时，modules就是程序包，可以在该文件夹中定义各种模块，如User.py..

demo01/ modules/     __init__.py     User.py    # 属于modules包的一个模块

 

1.2. 包和模块的复用

python中，将代码封装成包和模块，最主要的目的是通过有效的整理代码，提高代码的复用性能，这里整理好封装起来的包和模块的代码，就可以被其他代码引入使用了，类似生活中的工具被其他人借用一样

自行开发的游戏代码中，本身没有对键盘鼠标、显示器的控制代码，但是通过引入了pygame模块，让自己的代码中具备了这样的功能，pygame代码被复用了	生活中的三口之家，家里买车~但是可以通过租车实现自驾游！具备了有车的功能 物品车被复用了

 

1.2.1.   import 和 from .. import

包和模块的引入，通常有两个关键语法

l  import 包/模块

l  from 包/模块 import 具体对象

 

(1)     import方式

基本语法

# 引入方式 import 模块 # 使用模块中的数据 模块.变量 模块.函数 模块.类型

REMARK:import方式可以引入包、模块； import引入的包和模块会自动从当前文件夹中、系统环境变量PYTHONPATH中、以及系统的sys.path路径中查询是否存在该名称的包/模块 如果不存在，就会出现错误：no module named ‘xxxxxx’

 

案例操作代码：

 

(2)     from xx import方式

from xx import方式基本语法如下

from . import xxx # 从当前模块路径下，引入xxx模块 from .. import xxx # 从当前模块的父级路径下，引入xxx模块 from pkg import module  # 从 pkg包中引入一个模块module from pkg.module import vars, func, clazz#   从指定的模块中直接引入

REMARK：from xx import 语法方式，主要是针对出现了包结构的python代码而特定的代码引入方式，首先要非常明确代码的组织结构才能正确使用from   import语法进行代码的引入和复用

REMARK2：通过上述代码，可以看到form import语法区分为两种操作 使用了./..的相对路径的引入操作方式 直接使用包/模块名称的绝对引入操作方式

 

1.2.2.   from import 相对引入

首先，相对引入本身是相对当前正在操作的文件的路径

同一级路径使用符号：.

上一级路径使用符号：..

 

创建测试项目文件夹demo02/

项目中创建一个工具模块：utils.py

#   coding:utf-8 # 测试变量 test_msg   = “hello” # 测试函数 def   test_func(): print(“test 函数操作”) # 测试类型 class   Test:     pass

 

项目中创建主测试模块：main.py

# 模块的相对引入 from   . import utils # 测试变量 print(utils.test_msg) # 测试函数 utils.test_func() # 测试类型 t =   utils.Test()

 

包的引入可以通过相对路径直接操作，这里的demo02/可以是python的包，也可以是一个普通包含python代码的文件夹。

 

但是需要注意的是，一旦使用相对路径，就要明确所谓相对路径~是依赖他们所属的父级文件夹确定的，就类似生活中的兄弟姐妹的称谓一样，是相对他们的父亲来说的，所以运行代码需要在demo02/文件夹所在路径，执行如下命令运行

# 命令行执行运行代码的命令，告诉python解释器在执行指定路径中的python代码 python   –m demo02.main

REMARK:如果直接在demo02/文件夹中，执行命令 python   main.py  就会出现如下错误 ImportError:cannot   import name ‘utils’

 

REMARK：包和模块的相对引入，一定要切记：引入的路径相对当前文件；执行的路径相对于引入的最外层文件夹，这样才能正确的使用相对引入操作执行我们的模块代码！

 

1.2.3.   from import 绝对引入

绝对引入操作方式比较直接，从最外层的包的源头直接开始操作；

如：from pygame import K_A, K_S, K_D, K_W

 

这种操作方式在第三方模块的操作中是司空见惯的，但是在独立的项目开发中使用较少！

还是上面那个案例操作，修改main.py代码如下：

# 相对引入操作 #   from . import utils # 绝对引入操作 from   demo02 import utils   # 使用utils中的变量、函数、类型等等..

 

运行操作方式当然和前面讲过的类似，既然你确定了项目是从demo02/为最外层文件夹的话，那么运行也是参考demo02来执行命令

python –m demo02.main

 

1.3. 再说模块和包

前面的所有操作，都是在已有代码的基础上，对存在的文件进行处理，为了更友好的管理代码，我们对模块和包的操作方式进行详细的描述和说明

 

1.3.1.   模块(module)

python中的模块，指代的就是一个Python文件

 

(1)     在一个python模块中可以包含的数据有：变量、函数、类型等等，是一个完整的独立的代码块！

(2)     独立的一个模块中的变量：全局变量、局部变量；能被其他模块引入使用的只有当前模块中的全局变量，其他模块对于当前模块中全局变量的操作和普通变量一致！

(3)     模块一旦被其他模块引入，就会自动执行模块中的所有代码

(4)     模块中的测试代码可以包含在 if __name__ == “__main__”: 语句块中，这样不会再其他模块引入时执行这些测试代码

 

一个标准模块的定义方式【模块名称：见名知意】

# coding:utf-8   # 引入系统标准模块 # 引入第三方模块 # 引入自定义开发模块   # 声明定义变量 # 声明定义函数 # 声明定义类型   # 当前模块测试代码 if __name__ == “__main__”:     #测试代码位置，其他模块引入不会执行这里的代码

 

1.3.2.   包(package)

python解释器在执行处理代码时，会默认将包含Python文件的文件夹处理成默认包

默认包只具备文件路径关联的功能，无其他功能！

 

python中的标准包，是在文件夹中包含包声明文件__init__.py的文件夹，主要包含了一个名称为__init__.py的模块文件，该文件夹就是一个Python模块包

 

在一个python的包中，可以创建多个模块，统一由python包进行路径管理和导入方式的管理，如定义了一个python的数据模型包如下：

demo03/     users/     __init__.py     # 包声明模块     moduels.py      # 数据类型定义模块-> User<class>     manager.py      # 数据模型管理模块->UserManager<class>     menus.py        # 界面处理模块->show_index<function> main.py      #   程序主模块

 

demo03/users/menus.py中代码如下

#   coding:utf-8   def   show_index():     print(“系统主菜单”)

 

demo03/main.py中代码如下：

#   coding:utf-8 # 引入包中指定的模块 from   users import menus   # 使用模块中的代码 menus.show_index()

REMARK:定义了包之后，包中的变量、函数、类型的引入方式相似

 

1.3.3.   包：__all__

默认情况下，包中所有的模块都是可以直接导入的，同样为了使用方便，可以通过通配符的方式来一次引入包中所有指定的模块

 

__all__属性就是用于模糊导入的特殊魔法属性，值是一个包含模块名称的列表，主要声明在__init__.py文件中，用于定义可以使用通配符的方式引入的模块

demo03/users/__init__.py ------- __all__   = [‘module’, ‘manager’, ‘menus’]

 

此时可以在main.py中通过通配符的方式将__all__中包含的模块一次性导入

from   users import * 相当于 from   users imoprt module, manager, menus

 

1.4. 再说导入

从前面的内容可以看出，代码的导入方式主要有两种语法结构，这一小节对于两种导入结构的操作方式做一个简短的小结

1.4.1.   import导入

基本语法结构如下：

# 导入一个包/模块 import 包名称/模块名称 # 导入一个包中的某个模块 import 包名称.模块名称 # 导入一个包中的某个模块中的某个函数 imoprt 包名称.模块名称.函数名称 # 导入一个包中的某个模块中的某个类型[名称较长，使用别名]   imoprt 包名称.模块名称.类型名称  as  别名

 

1.4.2.   from import导入

基本语法结构如下

# 导入一个包中的所有模块[__all__定义的模块] from 包名称 imoprt * # 导入一个包中指定的模块 from 包名称 imoprt 模块名称 # 导入一个包中指定模块中的某个函数 from 包名称.模块名称 import 函数名称 # 导入一个包中指定模块中的某个类型[名称较长，使用别名] from 包名称.模块名称 imoprt 类型名称 as 别名

 

1.5. 自定义包的发布

如果已经开发好了具备某些通用功能的模块包，恰好作者也是一个特别具有分享精神的开发人员，要将自己开发的python模块发布出来，提供给其他人进行操作使用，类似于我们使用pygame这样第三方模块一样，别人也可以通过命令直接安装使用，应该怎么操作？

 

这一部分就是关于包的发布操作进行的详细说明

 

1.5.1.   本地发布

在我们已经开发好的一个包文件夹下，创建一个python模块：setup.py

模块中定义如下内容

# 引入构建包信息的模块 from distutils.core   import setup # 定义发布的包文件的信息 setup( name=“damu_pkg01”,  # 发布的包文件名称 version=”1.0”,   # 发布的包的版本序号 description=”我的测试包”, # 发布包的描述信息 author=”大牧莫邪”,   # 发布包的作者信息 author_email=”[e-mail]”,   # 作者联系邮箱信息 py_modules=[‘__init__.py’,’..’,..]#   发布的包中的模块文件列表 )

 

执行当前程序包文件的构建操作命令:按照标准格式组织包中的所有数据文件

python setup.py build

REMARK:构建完毕的文件 可以通过python setup.py install命令直接当成第三方模块进行安装

 

执行命令进行包的打包发布

python setup.py sdist

REMARK：打包的文件，主要是方便进行网络传输，打包之后会在dist中创建包含包中所有信息的tar.gz压缩包文件；该文件就可以通过git等方式提交给对应的开源组织发布你的自定义模块了！

 

1.5.2.   网络发布

经历了前面一小节的操作之后，我们能不能让我们自己的包也类似于pip install这样的方式通过网络进行安装呢？ 当然可以！当然前提条件是我们将自己的包发布到网络上！

首先，进入http://pypi.python.org/pypi网站上，注册一个自己的账号吧！

这个网站是目前大部分python第三方模块集中的一个管理社区平台

 

其次：你已经准备好你自己的python程序包，并在包中准备好了setup.py文件

在setup.py中，已经定义好了程序包的所有描述信息

damy_users/ __init__.py moduels.py manager.py menus.py setup.py

 

执行打包命令

python setup.py sdist

 

接下来：将是激动人心的时刻！

首先安装第三方模块:twine，用于上传我们打包的项目文件

pip install twine

上传项目

twine upload dist/*

 

此时，如果我们还需要我们自己开发的某个模块的话，直接通过pip命令安装即可

pip install damu_users

 

1.6. 关于Main主方法

类比其他编程语言，为了区别同一个应用程序中运行程序的入口，都会提供一个程序运行的主方法(类似Java中的main方法)或者主函数(类似C/C++中的主函数)

 

PYTHON最小运行单元是代码块，代码块中甚至只是包含一行代码也能正常运行，所以没有主方法或者函数的概念，但是区别程序运行的入口是非常有必要的，比如我们在自定义开发一个模块时，为了保证模块代码的正确性，很多人都会在模块中编写一些测试代码(规范不是很推荐这样做，但是不否认这是大多数人的懒癌操作方式)，这些代码只有当前模块作为程序入口时才允许运行，被其他模块引入时要求不让运行，怎么做到这样一点呢？PYTHON中的模块属性__name__可以做到模拟主函数的操作

下面通过两种常规操作说明模拟主函数的意义

 

1.6.1.   普通模块的定义和问题

在开发过程中，我们常规模块的定义开发，经常定义如下格式的代码(demo.py)：

‘’’某个模块的注释’’’ # import 各种依赖模块 # 定义模块中的变量 count = 0 msg = None # 定义模块中的函数 def show_info(info): print(“info   for send: {}”.format(info))   # 测试代码 show_info(“my name is   damu”)

定义好模块之后，通过执行命令python demo.py，就可以测试模块中的代码的正确性   使用场景：如果我们自己开发了另一个模块，需要依赖当前开发的这个模块 就需要通过import demo的方式在另一个模块中引入，那么问题在哪里呢？   问题显现：模块一旦被其他模块引入，模块中的代码都会直接执行，那么这里demo模块被其他模块引入时，正常功能代码都会加载，但是用于测试的代码也被运行了，这可能会引起不必要的错误和系统资源的浪费，并不是我们想要的

1.6.2.   PYTHON中的main方法

PYTHON中的模块有一个魔法属性__name__，表示当前模块的运行时名称，具有如下特点：

l  当前模块如果是程序运行入口，__name__的值：__main__

l  当前模块如果被其他模块import引入，__name__的值：模块名称

 

模块的魔法属性__name__

定义模块demo.py, main.py，用于测试魔法属性的操作

demo.py print(__name__) print(“my   name is demo”)   main.py import   demo print(“my   name is main”)

执行测试运行如下： 首先直接运行demo: python demo.py，得到结果如下： __main__ my   name is demo   直接运行main：python main.py demo my   name is demo my   name is main

 

很明显可以看到运行的过程中，作为入口和被import的区别，我们可以利用__name__的特性完成main方法的设计

重新定义demo.py ------------- # coding:utf-8 # import 各种依赖 # 定义模块变量 count = 0 msg = None # 定义模块函数 def show_info(info): print(“info   for send: {}”.format(info))   # 测试代码：包含在模拟的main方法中，解决被import带来的执行问题 if __name__ == “__main__”: # 执行测试的代码：该代码只有当前模块在运行时才会执行，其他模块import操作并不会执行，避免了由于测试代码导致错误发生的可能 show_info(“hello   my name is main”)