Python包，模块，库

Python包，模块，库

• 模块module
• • module的定义
  • module的作用
  • 模块的分类
  • 模块的使用
  • • import语句
    • from…import 语句
    • from…import* 语句
    • import…as …
    • import语句举例
• 包package
• • 包的定义
  • 包组织结构图
  • 包中模块的导入
  • • from import
    • 绝对路径导入
    • 相对路径导入
  • __init__.py文件
  • __all__限制导入
  • 循环导入
  • • 循环导入定义
    • 循环导入举例
    • 循环导入解决方案
    • • import语句放在使用的变量或函数之前
      • import语句放在函数之中

模块module module的定义

• 模块就是Python文件，里面定义了很多的函数、类、变量等。
• 一个完整大型的python程序是由模块和包的形式组织起来的。

module的作用

• 模块让你能够有逻辑地组织你的 Python 代码段。
• 把相关的代码分配到一个模块里能让你的代码更好用，更易懂。
• 模块能定义函数，类和变量，模块里也能包含可执行的代码。
• 可以避免函数名和变量名冲突，相同名字的变量，函数等完全可以分别存在不同的模块中。
• 使用了系统和第三方的module，拿来主义。

模块的分类

通常把python中的标准模块和第三方模块成为库，库只是一个理解上的概念，强调其功能性。在Python中，具有某些功能的模块和包都可以被称作库。模块有诸多函数组成，包由诸多模块机构化组成，库中也可以包含包、模块和函数。

• 标准模块(库)，python解释器自带。
• 第三方模块(库)，需要通过install安装。
• 自定义模块

模块的使用

• 模块在使用之前需要先进行import。

import语句

• 分行写的方式更加清晰，推荐。
• 在使用模块内部的变量等需要加上模块名.。
• 在一个py文件中可能会包含多种模块，内置模块、第三方模块、自定义模块。为了增加代码可读性以及更好的符合PEP8规范(python开发中编写代码的规范)通常在文件开头导入模块，并且将三种不同模块中间用空行隔开。

# 格式1: 逗号隔开
import module1[, module2[,... moduleN]
# 格式2: 分行写
import module1
import module2
...

from…import 语句

• 使用时无需再加模块名前缀。

from modname import name1[, name2[, ... nameN]]

优缺点	import 模块名	from 模块名 import 名字
优点	肯定不会与当前名称空间的名字冲突	不加前缀，代码更精简
缺点	加前缀显得代码不简洁	容易与当前名称空间的名字混淆,IDE下模块下的attribute不好提示

from…import* 语句

• 把一个模块的所有内容全都导入到当前的命名空间。
• 占用过多的内存，不应过多使用。

import…as …

• 当被导入的模块名字过长时就可以使用起别名的方式来精简代码。
• 别名可以很好地避免与当前文件的命名空间中的名字发生冲突。

import modname as 变量名

import语句举例

from random import randint
import time
import math as mt
from numpy import *

print(randint(1,5))
print(time.time())
print(mt.sqrt(9))
print(list(arange(0.1,1)))

result：
1
1651757322.7786858
3.0
[0.1]

包package 包的定义

• 体现了模块的结构化管理思想，包由模块文件构成，将众多具有相关功能的模块文件结构化组合形成包。
• 简单来说，包就是文件夹，但该文件夹下必须存在 init.py 文件, 该文件的内容可以为空。init.py 用于标识当前文件夹是一个包。
• 包结构使得处于不同包下的相同模块名的文件不再冲突。
• 模块和包名要尽量和内置的模块名不相同,不然会覆盖内置的模块

包组织结构图

包中模块的导入

• 在导入包中内容时，首先会执行包中的__init__.py文件。

from import

from package_name import module_name
from package_name.module_name import *
from package_name.module_name import name1, name1...
from package_name import module_name as name

绝对路径导入

• 基于项目来写全路径，package.subpakage.moudule。
• 推荐使用。

└── project1
|   ├── package_A
|   │   ├── __init__.py 
|   │   ├── module_A.py
|   │   └── module_B.py
|   │   └── CurrentProgram.py
|   └── package_B
|      ├── __init__.py
|      ├── module_C.py
|      ├── module_D.py
|      └── subpackage_B
|          └── module_E.py
例如在module_B中导入module_E，方法为 from package_B.subpackage_Bimport module_E

相对路径导入

• 在文件中导入同级别module(在同一目录下)，可以用.模块名导入。
• 当前module(name=main)导入同级module不可使用相对路径，因为相对路径导入依赖文件__name__，如果为当前执行文件，name=main，这样__package__会被设为None，而相对引用依赖__package__的值，就找不到相对引用的位置了。

└── project1
|   ├── package_A
|   │   ├── __init__.py 
|   │   ├── module_A.py
|   │   └── module_B.py
|   │   └── CurrentProgram.py
module_B中导入module_A中的test方法, from.module_B import test

init.py文件

• Python中package的标识，不能删除。
• 定义__all__用来控制*方式的导入。
• 当导入包时，首先会执行__init__这个module。
• 可以放一些初始化代码(不建议在__init__中写python模块，可以在包中在创建另外的模块来写，尽量保证__init__.py简单）

__all__限制导入

• 如果想通过from 包import *把包中所有的模块都导入进行使用的话，需要在__init__中加上__all__=[模块名]，否则一个模块都不执行。
• 而如果是普通的from 模块import *，那么__all__=[]没有的话，则所有的导入，有的话，只有[]中暴露出来。
• 只有在带*的导入方式中才起作用，其它导入方式不受__all__的影响。

# example.py中的内容
__all__ = ["a"]
a = 1
b = 2
# 导入的语句内容
from simple import *
print(a)
print(b)

result:
NameError: name 'b' is not defined

循环导入 循环导入定义

• 循环导入的问题指的是在一个模块加载/导入的过程中导入另外一个模块，而另一个模块中又返回来导入第一个模块中的名字，由于第一个模块尚未加载完毕，所以引用失败，抛出异常。

循环导入举例

"""
1. 当modules模块执行test.work import w1想要导入时，跑到work.py中，却看到from test.modules import m1, 而modules目前还没有m1,必须把第一行test.work import w1执行完毕后才能到定义m1的语句m1 = "modules1"，所以会发生错误。
2. 同理对work模块也
3. 一样。
"""
modules.py内容
from test.work import w1			
m1 = "modules1"						
print("-----------打印work中的w1----------", w1) 

work.py内容
from test.modules import m1			
w1 = "work"							
print("-----------打印modules中的m1----------", m1)	

result:报错

循环导入解决方案 import语句放在使用的变量或函数之前

modules.py内容
m1 = "modules1"
from test.work import w1
print("-----------打印work中的w1----------", w1)

work.py内容
w1 = "work"
from test.modules import m1
print("-----------打印modules中的m1----------", m1)

import语句放在函数之中

• 将import放在定义函数之中，这样在导入时不会执行，只有在函数调用时才会执行。

modules.py内容
m1 = "modules1"
def func_modules():
    from test.work import w1
    print("-----------打印work中的w1----------", w1)
work.py内容
w1 = "work"
def func_work():
    from test.modules import m1
    print("-----------打印modules中的m1----------", m1)