? ? ? ? 模塊是用來組織Python代碼方法的方法，而包則是用來組織模塊的，充分利用好包和模塊將有利于開發出結構清晰的大型程序。

---

1.什么是模塊

????????所謂模塊，其實就是一個包含了特定功能代碼的.py文件，在這個.py文件中，主要有如下的代碼類型：

• 包含數據成員和方法的類

• 一組相關但彼此獨立的操作函數

• 全局變量

????????使用import語句就可以導入一個模塊中的相關屬性。

---

2.模塊和文件

????????模塊是按照邏輯上來組織Python代碼的方法，而體現在物理層面上，它就是一個文件，因此，一個文件被看作是一個獨立模塊，一個模塊也可以被看作是一個文件。模塊的文件名就是模塊的名字加上擴展名.py。

????????與其他可以導入類的語言不同，在Python中導入的是模塊或模塊屬性。

（1）模塊名稱空間

????????名稱空間是Python非常重要的一個概念，所謂名稱空間，其實指的是一個名稱到對象的關系映射集合。可以因為每個模塊都定義了它自己的唯一的名稱空間，所以不同模塊間不會出現名稱交叉現象，通過句點屬性的訪問方式，即使兩個模塊里有相同名稱的變量，由于模塊名稱的不同，也不會發生名稱沖突。

（2）搜索路徑和路徑搜索

????????模塊的導入（使用import語句）需要一個叫做“路徑搜索”的過程，即在文件系統“預定義區域”中查找要導入的模塊文件，而這些預定義區域其實是Python搜索路徑的集合，這里需要注意下面兩個概念：

• 路徑搜索：指查找某個文件的操作，是動詞

• 搜索路徑：需要查找的一組目錄，是名詞

????????如果模塊名稱不在搜索路徑中，就會觸發ImportError異常：

1 2 3 4

>>>?import?mymodules Traceback?(most?recent?call?last): ??File?"<stdin>",?line?1,?in?<module> ImportError:?No?module?named?mymodules

????????而默認搜索路徑是在編譯或安裝時指定的，可以在兩個地方修改：

• 設置環境變量PYTHONPATH

• 在sys.path中添加搜索路徑

????????啟動Python解釋器后，搜索路徑會被保存在sys模塊的sys.path變量中：

1 2 3

>>>?import?sys >>>?sys.path ['',?'/usr/local/lib/python2.7/dist-packages/pip-8.0.2-py2.7.egg',?'/usr/local/lib/python2.7/dist-packages/setuptools-3.3-py2.7.egg',?'/usr/lib/python2.7',?'/usr/lib/python2.7/plat-x86_64-linux-gnu',?'/usr/lib/python2.7/lib-tk',?'/usr/lib/python2.7/lib-old',?'/usr/lib/python2.7/lib-dynload',?'/usr/local/lib/python2.7/dist-packages',?'/usr/lib/python2.7/dist-packages',?'/usr/lib/python2.7/dist-packages/PILcompat',?'/usr/lib/python2.7/dist-packages/gtk-2.0',?'/usr/lib/python2.7/dist-packages/ubuntu-sso-client']

????????返回的是一個列表，第一個元素表示的是當前目錄。可以通過向這個列表添加元素（使用append或insert）來增加搜索路徑：

1 2 3 4 5 6

>>>?import?my Traceback?(most?recent?call?last): ??File?"<stdin>",?line?1,?in?<module> ImportError:?No?module?named?my >>>?sys.path.append('/home/xpleaf/test') >>>?import?my

????????如果有多個相同的模塊名稱，Python解釋器會使用沿著搜索路徑順序找到的第一個模塊。

????????另外使用sys.modules可以找到當前導入了哪些模塊和它們來自什么地方，如下：

1 2	>>>?sys.modules {'copy_reg':?<module?'copy_reg'?from?'/usr/lib/python2.7/copy_reg.pyc'>,?'sre_compile':?<module?'sre_compile'?from?'/usr/lib/python2.7/sre_compile.pyc'>,...}

????????可以看到，與sys.path不同，sys.modules返回的是一個字典，其中key為模塊的名稱，鍵值為模塊的路徑。

---

3.名稱空間

????????名稱空間是名稱（標識符）到對象的映射，向名稱空間添加名稱的操作過程涉及綁定標識符到指定對象的操作，同時會給該對象的引用計數加1。主要有以下幾種名稱空間：

• 內建名稱空間：由__builtins__模塊中的名字構成，Python解釋器啟動時自動加載

• 全局名稱空間：加載完內建名稱空間后加載

• 局部名稱空間：執行一個函數時會產生該名稱空間，函數執行結束后就會釋放

????????其中，關于__builtins__模塊和__builtin__模塊的區別，可以查看這篇博文：《Python中__builtin__和__builtins__的深入探討》

????????

（1）名稱空間與變量作用域比較

????????名稱空間是純粹意義上的名字和對象的映射關系，而作用域指出了從用戶代碼的哪些物理位置可以訪問到這些名字。其關系如下：

????????顯然就很清晰了。

（2）名稱查找、確定作用域、覆蓋

????????訪問一個屬性時，解釋器必須要在三個名稱空間中的一個找到它，首先是局部名稱空間，如果沒有找到，則查找全局名稱空間，如果還是查找失敗，就查找內建名稱空間，最后還是失敗了，就會引發NameError異常。

????????顯然上面的名稱查找過程充分地體現了作用域覆蓋的特性。

（3）無限制的名稱空間

????????可函數中，可以通過func.attribute給函數添加屬性屬性，從而創建了另外一個名稱空間，而在面向對象編程中，也可以通過類似的方式給一個實例，一個實例就是一個名稱空間：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

>>>?foo?=?test() >>>?foo.name?=?'xpleaf' >>>?foo.loving?=?'cl' >>>? >>>?foo.name 'xpleaf' >>>?foo.loving 'cl' >>>?foo.__dict__ {'name':?'xpleaf',?'loving':?'cl'}

---

4.導入模塊

（1）import語句

????????使用import語句可以導入模塊，建議以這樣的順序導入模塊：

• Python標準庫模塊

• Python第三方模塊

• 應用程序自定義模塊

????????解釋器執行import語句時，如果在搜索路徑中找到該模塊，就會進行加載，該過程遵循下面的原則：

• 如果在一個模塊的頂層導入，它的作用域是全局的

• 如果在函數中導入一個模塊，它的作用域是局部的

• 如果模塊是被第一次導入，它將加載并執行

????????對于最后一點，可以驗證如下：

1 2 3

>>>?import?test Hello >>>?import?test

????????test模塊中只有一個print語句，可以看到后面再次導入時并不執行該print語句。

（2）from-import語句

????????可以使用from-import語句導入指定的模塊屬性，即把指定名稱導入到當前作用域（全局名稱空間或局部名稱空間，取決于導入的位置）中，語法如下：

1	from?module?import?name1[,?name2[,?...nameN]]

????????當然，可以多行導入：

1 2	from?flask?import?render_template,?redirect,?flash,?\ ????url_for,?request,?current_app,?jsonify

????????也可以使用from-import-as：

1	from?datetime?import?datetime?as?showtime

---

5.導入模塊的特性

????????當模塊被導入時，會有如下的特性：

• 載入時執行模塊

????????加載模塊會導致這個模塊被“執行”，也就是被導入模塊的頂層代碼將直接被執行，這通常包括全局變量以及類和函數的聲明，如果有檢查__name__的操作，那么它也會被執行。

????????當然，應該把盡可能多的代碼封裝到函數，只把函數和模塊定義放入模塊的頂層是良好的模塊編程習慣。

• 導入（import）和加載（load）
  

????????一個模塊只被加載（執行）一次，無論它被導入多少次。前面已經有相應的例子。

• 導入到當前名稱空間

????????即把模塊的名稱空間導入到當前作用域（全局名稱空間或局部名稱空間，取決于導入的位置），這樣的話，如果當前作用域擁有相同名稱的變量，就會被覆蓋。

• 關于__future__

????????可以通過下面的導入語句使用Python的一些新特性：

1	from?__future__?import?new_feature

• 警告框架

????????需要使用到時再查看相關文檔。

• 從ZIP文件中導入模塊

• “新的”導入鉤子

---

6.模塊內建函數

????????如下：

• __import__()

????????import語句實際上是調用了該函數，語法如下：

1	__import__(name,?globals={},?locals={},?fromlist=[],?level=-1)

? ? ????即可以這樣來導入sys模塊：

1	sys?=?__import__('sys')

• globals()和locals()

????????使用globals()和locals()可以分別輸出包含全局名稱空間和局部名稱空間的一個字典，只是在全局名稱空間下，globals()和locals()的輸出是相等的，因為這時的局部名稱空間就是全局名稱空間。

????????一個技巧是，可以通過這兩個函數來調用全局或局部變量，在這開發中可能會用到，如下：

1 2 3 4 5 6 7

>>>?def?sayHi(name): ...?????print?'Hello,?',?name ...? >>>?globals()['sayHi'] <function?sayHi?at?0x7f56dc7bf140> >>>?globals()['sayHi']('xpleaf') Hello,??xpleaf

• reload()

????????使用reload()可以重新加載一個已經導入的模塊，對于前面只有print語句的test模塊，測試如下：

1 2 3 4 5 6

>>>?import?test Hello >>>?import?test >>>?reload(test) Hello <module?'test'?from?'test.pyc'>

????????不過使用reload()時需要遵循下面的原則：

模塊必須是全部導入，而不能是使用from-import

reload()的參數是模塊名字本身，而不是其字符串，即是reload(test)而不是reload('test')

---

7.包

????????包是一個有層次的文件目錄結構，它定義了一個由模塊和子包組成的Python應用程序執行環境。

（1）目錄結構

????????有如下的包及其結構：

????????在包外運行Python交互器，則下面的導入方式都是可以的：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

import?Phone.Mobile.Analog Phone.Mobile.Analog.dial() from?Phone?import?Mobile Mobile.Analog.dial('3245648') from?Phone.Mobile?import?Analog Analog.dial() from?Phone.Mobile.Analog?import?dial dial('3245648')

????????只是上面的導入方式其實都是絕對導入。

（2）__init__.py

????????只要是包，都必須包含__init__.py文件，否則只是一個普通的目錄結構，而不是包，關于__init__.py，有如下特性：

• 導入一個包，實際上是導入這個包的__init__.py文件（模塊）

????????對于上面的包結構，如果Phone/__init__.py的內容如下：

1 2	packageName?=?'Phone' print?'Package?<Phone>'

????????則導入Phone包時輸出如下：

1 2	>>>?import?Phone Package?<Phone>

????????此時只是把Phone加入到當前名稱空間中：

1 2	>>>?dir() ['Phone',?'__builtins__',?'__doc__',?'__name__',?'__package__']

????????因為導入一個包實際上是導入這個包的__init__.py模塊，所以，只要不在這個模塊中的名稱空間，都無法通過Phone來訪問，即使已經導入了Phone：

1 2 3 4 5 6 7 8

>>>?Phone.Mobile Traceback?(most?recent?call?last): ??File?"<stdin>",?line?1,?in?<module> AttributeError:?'module'?object?has?no?attribute?'Mobile' >>>?Phone.Pager Traceback?(most?recent?call?last): ??File?"<stdin>",?line?1,?in?<module> AttributeError:?'module'?object?has?no?attribute?'Pager'

????????因為上面的__init__.py模塊中并沒有Mobile和Pager這兩個變量，即這兩個變量不在其名稱空間中，因為__init__.py中定義了一個packageName變量，所以可以通過Phone來訪問：

1 2	>>>?Phone.packageName 'Phone'

• 在__init__.py中可以先導入一些模塊或子包，使得可以通過上層包訪問子包

????????上面的例子中，顯然不能通過Phone來訪問它的子包Mobile，現在可以在Phone/__init__.py中來先導入Phone的幾個子包：

1 2	import?Mobile import?Pager

????????就可以通過Phone來訪問了：

1 2 3 4 5

>>>?import?Phone >>>?Phone.Mobile <module?'Phone.Mobile'?from?'Phone/Mobile/__init__.pyc'> >>>?Phone.Pager <module?'Phone.Pager'?from?'Phone/Pager/__init__.pyc'>

????????當然，如果想要訪問子包下的模塊，也是不行的，原因是一樣的：

1 2 3 4

>>>?Phone.Mobile.Digital Traceback?(most?recent?call?last): ??File?"<stdin>",?line?1,?in?<module> AttributeError:?'module'?object?has?no?attribute?'Digital'

• 使用__all__變量來導入所有子包

????????如果需要使用from Package import *的方式來導入包下的所有模塊，則需要定義__all__變量，實際上，該語句中的*表示的即是__all__列表中所包含的包名（或模塊名）。

????????Phone/__init__.py內容如下：

1 2 3

import?Mobile __all__?=?['Fax',?'Pager',?'Voicedta']

????????使用from Package import *語句導入：

1 2 3

>>>?from?Phone?import?* >>>?dir() ['Fax',?'Pager',?'Voicedta',?'__builtins__',?'__doc__',?'__name__',?'__package__']

????????可以發現只有Fax，Pager，Voicedta這三個子包被導入了，但是Mobile這個子包并沒有被導入，那是因為它不在__all__變量所定義的列表中。

（3）絕對導入與相對導入

????????使用下面的方式，都為絕對導入：

1 2	from?Package?import?Module import?Package

????????這時候，解釋器會從sys.path定義的路徑中去搜索需要導入的包或模塊。當然，使用相對于當前路徑的導入式的話有時候可以加快導入速度，相對導入可以使用下面的方式：

1	from?.[Package/Module]?import?Modulce/Variable

????????不過需要遵循下面的原則：

• 必須是使用from import語句

• from 關鍵字后面一定有句點標識.

• 只適用在包中

????????這三個原則都非常重要，尤其是最后一個，如果不清楚該原則的話，會導致錯誤使用相對導入從而帶來不必要的各種糾結。

????????關于這一點，可以參考《Python cookbook》的相關內容：《10.3 使用相對路徑名導入包中子模塊》

---

8.模塊的其他特性

（1）自動載入的模塊

????????主要是__builtin__模塊，它會正常地被載入，這和__builtins__模塊相同。

（2）阻止屬性導入

????????如果不想讓某個模塊屬性被"from module import *"導入，那么可以給不想導入的屬性名稱加上一個下劃線(_)。不過如果導入了整個模塊，這個隱藏數據的方法就不適用了。

????????manage模塊內容：

1 2	name?=?'xpleaf' _loving?=?'cl'

????????舉例如下：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

>>>?from?manage?import?* >>>?name 'xpleaf' >>>?_loving Traceback?(most?recent?call?last): ??File?"<stdin>",?line?1,?in?<module> NameError:?name?'_loving'?is?not?defined >>>? >>>?import?manage >>>?manage._loving 'cl'

（3）不區分大小的導入

????????主要取決于操作系統的文件系統是否區分大小寫。

（4）源代碼編碼

????????在Python模塊文件中，默認是使用ASCII編碼，如果需要使用其他編碼方法，比如Unicode編碼，則可以在一個Python模塊文件的開頭這樣寫：

1 2	#!/usr/bin/env?python #?-*-?coding:?UTF-8?-*-

????????或者：

1	#?coding:?utf-8

（5）導入循環

????????允許正確的導入循環，如果出現不能解決的導入循環問題，可以嘗試在出現導入循環的兩個模塊中的一個模塊中的import語句移到最后，或根據實際情況來進行解決。

（6）模塊執行

????????可以執行一個Python模塊，參考后面的內容。

本文轉自 xpleaf 51CTO博客，原文鏈接：http://blog.51cto.com/xpleaf/1764586，如需轉載請自行聯系原作者

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Python回顾与整理10：模块的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。