第七章模块（module）

1.模块化（module）程序设计概念

1.1 模块和包概念的进化史：

1.2 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。

1.3 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）。模块中可以定义变量、函数类、普通语句。可以将一个Python程序分解成多个模块。便于后期重复应用。

1.4 模块化编程的流程

模块化编程的一般流程：

设计API，进行功能描述
编码实现API中描述功能。
在模块中编写测试代码，并消除全局代码
使用私有函数实现不被外部客户端调用的模块函数

1.5 模块的API和功能描述要点

API（Application Programming Interface 应用程序编写接口）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。

模块化编程中，首先设计的就是模块API（即要实现功能描述），然后开始编码实现API中描述的功能。最后，在其他模块中导入本模块进行调用。

2、模块的导入

2.1 import 语句导入

import 语句的基本语法格式如下：

import 模块名 # 导入一个模块

import 模块1，模块2. # 导入多个模块

import 模块名 as 模块别名 # 导入模块并使用新名字

import 加载的模块分为四个通用类别：

使用python编写的代码（.py文件）；
已被编译为共享库或DLL的C或C++扩展

3.包好一组模块的包

4.使用C编写并链接到python解释器的内置模块；

一个模块无论导入多少次，这个模块在做整个解释器进程内有且有有一个实例对象。

2.3 import语句和from…import语句的区别

import导入的是模块。from...import导入的是模块中的一个函数/一个类。

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，必须前面加“文件名称”。from ..,import导入的是文件下的“内容”，直接使用这些“内容”即可，

我们自定义一个模块calculator.py:

“实现一个四则运算的计算器”

def add(a,b):

return a + b

def minus (a,b):

return a -b

2.4 _import_()动态导入

import语句本质上就是调用内置函数_import_()，可以通过它实现动态导入。给_import_（）动态传递不同的参数值，就能导入六个不同的模块。

使用 _import_()动态导入指定的模块

s = “math”

m = _import_(s)

print（m,pi）

3、包package的使用

3.1 包（package）的概念和结构

当一个项目中有很多个模块时，需要在进行组织，我们将功能类似的模块放在一起，形成“包”。本质上，“包”就是一个必须有_int_.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。可以看见每个包里面都有__int__.py文件。

3.2 pycharm中创建包

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。

3.3 导入包操作和本质（实际是导入包下的__int__.py文件）

上节的包结构，我们需要导入module_AA.py.方式如下：

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()

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()

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()

[注]

1、from package import item 这种语法中，item可以是包、模块，也可以是函数、类、变量。

2、import item1.item2 这种语法中，item必须是包或模块，不能是其他。

3.4 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。。Python解决方案是提供一个明确的包索引。

这个索引__init__.py定义__all__变量，该变量为一列表，如上例a包下__init__.py中，可定义__all__=[“module1”,”module2”]

这意味着，from sound.effects import* 会从对应包中导入以上两个子模块;

[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

3.6 sys.path和模块搜素路径

当导入某个模块文件时，Python解释器只有找到文件时，才能读取，装载运行该模块文件。它一般按照如下路径寻找模块文件（按顺序寻找，找到即停不继续往下寻找）：

内置模块
当前目录
程序的主目录
pythonpath目录（如果已经设置好了）
标准链接库目录
第三方库目录（site-packages目录）
.pth文件的内容（如果存在的话）
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，放在sys模块的path属性中（sys.path）.

模块发布和安装

4.1模块的本地发布

当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”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：

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）：

为文件夹创建一个名为【setup.py】的文件，内容如下：

在制作的包中右击打开终端

输入 python setup.py sdist

4.2 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，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径）：

4.3 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都是用，，按照如下步骤做，很容易就实现上传模块操作。

注册PyPI网站
注册PyPI网站：PyPI · The Python Package Index

创建用户信息文件.pypirc

`方式1：使用命令（适用Linux）

输入并执行python setup.py register,然后输入用户名和密码，即可。

·方式2：使用（适用windows.Linux）

在用户的家目录里创建一个文件名为.pypirc,内容为：

python setup.py sdist upload

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