模块与包

模块

什么是模块
一个模块就是一个包含了python定义和声明的文件，文件名就是模块名字加上.py的后缀。
为什么要使用模块
如果你退出python解释器然后重新进入，那么你之前定义的函数或者变量都将丢失，因此我们通常将程序写到文件中以便永久保存下来，需要时就通过python test.py方式去执行，此时test.py被称为脚本script。
随着程序的发展，功能越来越多，为了方便管理，我们通常将程序分成一个个的文件，这样做程序的结构更清晰，方便管理。这时我们不仅仅可以把这些文件当做脚本去执行，还可以把他们当做模块来导入到其他的模块中，实现了功能的重复利用
首次导入模块做的三件事
1.开辟名称空间，用来存放spam.py中定义的名字
2.基于刚创建的名称空间，将模块执行一遍
3.创建名字spam指向该名称空间，spam.名字的操作，都是以spam.py为准
spam.py

# 模块spam.py
print("from th spam.py")
money=1000

def read1():
    print('spam->read1->money', money)

def read2():
    print('spam->read2 calling read')
    read1()

def change():
    global money
    money = 10

test.py

# 文件test.py
import spam
import sys
# print(sys.modules) # 查看当前已加载的模块

money = 1231213  # 测试文件money与spam.money不冲突
print(spam.money)  # 1000
spam.read1()       # spam->read1->money 1000
def read1():
    print("from test read1")

spam.read2()      # spam->read2 calling read spam->read1->money 1000
spam.change()     
print(spam.money) # 10

为模块名起别名

import spam as sm
print(sm.money) # 1000

为已经导入的模块起别名的方式对编写可扩展的代码很有用，假设有两个模块xmlreader.py和csvreader.py，它们都定义了函数read_data(filename):用来从文件中读取一些数据，但采用不同的输入格式。可以编写代码来选择性地挑选读取模块，例如

1 if file_format == 'xml':
2     import xmlreader as reader
3 elif file_format == 'csv':
4     import csvreader as reader
5 data=reader.read_date(filename)

from ... import...
import spam，会将源文件的名称空间'spam'带到当前名称空间中，使用时必须是spam.名字的方式

而from 语句相当于import，也会创建新的名称空间，但是将spam中的名字直接导入到当前的名称空间中，在当前名称空间中，直接使用名字就可以了.

# test.py文件
from spam import money,read1,read2
print(money)    # 1000
money = 123
print(money)    # 123
read1()         # spam->read1->money 1000 此时read1中的money仍以spam中的为准
read2()         # spam->read2 calling read      spam->read1->money 1000

from spam import*
from spam import * 把spam中所有的不是以下划线(_)开头的名字都导入到当前位置，大部分情况下我们的python程序不应该使用这种导入方式，因为*你不知道你导入什么名字，很有可能会覆盖掉你之前已经定义的名字。

from spam import * #将模块spam中所有的名字都导入到当前名称空间
print(money)
print(read1)
print(read2)
print(change)

'''
执行结果:
from the spam.py
1000
<function read1 at 0x1012e8158>
<function read2 at 0x1012e81e0>
<function change at 0x1012e8268>
'''

if name == 'main':用来控制.py文件在不同的应用场景下执行不同的逻辑
模块搜索路径
内存中已经加载的模块->内置模块->sys.path路径中包含的模块
我们自定义的模块名不应该与系统内置模块重名。虽然每次都说，但是仍然会有人不停的犯错.
在初始化后，python程序可以修改sys.path,路径放到前面的优先于标准库被加载。
.pyc文件
为了提高模块的加载速度，Python缓存编译的版本，每个模块在__pycache__目录的以module.version.pyc的形式命名，通常包含了python的版本号，如在CPython版本3.3，关于spam.py的编译版本将被缓存成__pycache__/spam.cpython-33.pyc，这种命名约定允许不同的版本，不同版本的Python编写模块共存。

Python检查源文件的修改时间与编译的版本进行对比，如果过期就需要重新编译。这是完全自动的过程。并且编译的模块是平台独立的，所以相同的库可以在不同的架构的系统之间共享，即pyc使一种跨平台的字节码，类似于JAVA火.NET,是由python虚拟机来执行的，但是pyc的内容跟python的版本相关，不同的版本编译后的pyc文件不同，2.5编译的pyc文件不能到3.5上执行，并且pyc文件是可以反编译的，因而它的出现仅仅是用来提升模块的加载速度的。
sys.path.append修改模块找寻路径

# 修改sys.path来改变，模块找寻路径
possible_topdir = os.path.normpath(os.path.join(
    os.path.abspath(__file__), # 当前文件的路径
    os.pardir, #上一级
    os.pardir, # 上一级
    os.pardir  # C:UsersouPycharmProjectspy_fullstack_s4day35os模块.py......
))
print("---------------")
print(possible_topdir)  # C:UsersouPycharmProjects

sys.path.insert(0,possible_topdir) # 模块第一查找路径

包

包的本质就是一个包含__init__.py文件的目录。

# 有如下glance包
glance/                   #Top-level package

├── __init__.py      #Initialize the glance package

├── api                  #Subpackage for api

│   ├── __init__.py

│   ├── policy.py

│   └── versions.py

├── cmd                #Subpackage for cmd

│   ├── __init__.py

│   └── manage.py

└── db                  #Subpackage for db

    ├── __init__.py

    └── models.py

无论是import形式还是from...import形式，凡是在导入语句中（而不是在使用时）遇到带点的，都要第一时间提高警觉：这是关于包才有的导入语法

# glance的同级测试
import glance.db.models
glance.db.models.register_models("mysql") # from models.py:  mysql

# 需要注意的是from后import导入的模块，必须是明确的一个不能带点，否则会有语法错误，如：from a import b.c是错误语法
from glance.db import models
models.register_models("msql") # from models.py:  mysql


from glance.db.models import register_models
register_models("MTSQL") # from models.py:  MTSQL

__init__文件
不管是哪种方式，只要是第一次导入包或者是包的任何其他部分，都会依次执行包下的__init__.py文件(我们可以在每个包的文件内都打印一行内容来验证一下)，这个文件可以为空，但是也可以存放一些初始化包的代码
**from glance.api import ***
在讲模块时，我们已经讨论过了从一个模块内导入所有，此处我们研究从一个包导入所有。

此处是想从包api中导入所有，实际上该语句只会导入包api下__init__.py文件中定义的名字，我们可以在这个文件中定义__all___:

# api的__init__
print("from api __init__")
x = 10
def foo():
    print("from api.__init__.py")

__all__ = ["x", "foo", "policy", "versions"]

此时我们在于glance同级的文件中执行from glance.api import *就导入__all__中的内容,导入了policy和version模块。
绝对导入和相对导入
绝对导入时，包的名字改变时，就会出错，推荐使用相对导入

# 相对导入，推荐使用
# glance下的__init__
print("from glance __init__")
x = 10
def foo():
    print("from glan.__init__.py")

# all = ["x", "foo", "api"]
from .api.policy import get
from .api.versions import create
from .cmd.manage import main
from .db.models import register_models

# test.py
import glance
glance.get()                   # from policy.py
glance.main()                  # from manage.py
glance.create("ww")            # from version.py:  ww
glance.register_models("www")  # from models.py:  www