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Python 3 Module

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1. 概述

模块有点类似 C++ 中的 Namespace，但并不完全相同

2. 导入模块

通过使用 import 语句来导入一个模块进行使用

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#!/usr/bin/python
# Filename: using_sys.py

import sys

print ('The conmmand line arguments are:')
for i in sys.argv:
    print(i)

print('\n\nThe PYTHONPATH is', sys.path, '\n')

在上面的例子中，通过使用 import sys 就可以通过 sys.function 的形式来调用 sys 模块中的函数和变量。

用户自定义模块在第一次导入时，会编译成字节码文件，这是 Python 处理的，可以提高模块导入的效率。
这些文件以 .pyc 为扩展名，如果 Python 没有当前目录的访问权限，那么就不会创建 .pyc 文件

第三方模块可以通过 Python 自带的 pip 进行安装

另外，还可以通过使用 from...import... 语句来导入语句；
它和 import 语句的唯一区别就是在模块导入之后，不用再在调用的时候填写模块名称。

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# Import statement
import sys
print(sys.path)

# From...import... statement
from sys import argv
print(argv)

# If you want to import all the identifiers,
# use this statement.
form sys import *

注意，from...import * 语句不会导入以双下划线开头的标识符，如 __version__

一般来说，不建议使用 from...import... 语句

3. 创建模块

创建模块最简单的方法就是编写 .py 文件；
一个 .py 文件就是一个 Python 模块。
例如：

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#!/usr/bin/python
# Filename: mymodule.py

__version__ = '0.1'

def sayHi():
    print('Hi')

Module Demo:

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#!/usr/bin/python
# Filename: mymodule_demo.py

import mymodule

mymodule.sayHi()
print('Version', mymodule.__version__)

4. 模块的默认变量

每个模块都有几个默认变量，它们是由 Python 自动构建的；
如 __name__ 变量，这是模块的名字（即 .py 文件的名字）

可以使用 __name__ 变量来检测其自身是否是作为主程序运行

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#!/usr/bin/python
# Filename: using_name.py

if __name__ == '__main__':
    print('This program is being run by itself')
else:
    print('I am being imported from another module')

'__main__' 是主模块的名字，也就是主程序的文件名

5. dir() 函数

dir() 函数是内建函数，可以通过它来列出模块定义的标识符，包括函数、类和变量
如果不提供参数，则返回当前模块中定义的名称列表

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>>> a = [1, 2, 3, 4, 5]
>>> import fibo
>>> fib = fibo.fib
>>> dir()
['__builtins__', '__name__', 'a', 'fib', 'fibo', 'sys']

由此可以看出，主模块具有 __buitins__ 对象，实际上这就是 Python 的内建函数和类
dir() 函数一般不会将内建函数列出，如果需要查看，可以通过 dir(builtins) 查看

6. 包(Package)

包是模块的文件夹，其中包含了很多模块；
同时一个包也可以包含另一个包。

一个包必须包含 __init__.py 文件，以免 Python 将包识别为普通目录

可以使用点号来访问到包中的模块

例如：

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sound/                          Top-level package
      __init__.py               Initialize the sound package
      formats/                  Subpackage for file format conversions
              __init__.py
              wavread.py
              wavwrite.py
              aiffread.py
              aiffwrite.py
              auread.py
              auwrite.py
              ...
      effects/                  Subpackage for sound effects
              __init__.py
              echo.py
              surround.py
              reverse.py
              ...
      filters/                  Subpackage for filters
              __init__.py
              equalizer.py
              vocoder.py
              karaoke.py
              ...

关于 __init__.py:

  1. 一个包必须包含这个文件
  2. 这个文件可以是空的，也可以做一些包的初始化工作，比如定义 __all__ 变量

6.1 导入包

包的导入有如下几种形式：

  1. 使用 import 语句

    例如 import sound.effects.echo, 将 sound/effects/echo 模块导入；
    使用方法为 sound.effects.echo.echofilter(input, output, delay = 0.7, atten = 4

  2. 使用 from package import item

    在包(Package)层面，Python 推荐这么导入，主要的优点在于能够减少没有必要的前缀修饰。
    例如： from sound.effects import echo 将 echo 模块导入
    使用方法为：echo.echofilter(input, output, delay = 0.7, atten = 4)

  3. 补充：关于 from package import * 和 __all__ 变量

    __all__ 变量通常在 __init__.py 文件中定义，用于指定允许 import * 识别的标识符，即允许导出的标识符；
    如果没有指定这个变量，那么在使用 import * 时便会自动忽略以下划线开头的标识符

  4. 内包导入

    对于包中的模块，在可能需要到另一个兄弟包模块的时候，由于它们处在同一个目录结构中，所以可以简单地省略一些前缀。
    Python 在导入包时，首先会搜寻当前目录，如果搜索不到，则再到系统 PATH 中进行搜索
    例如 srround 想要利用 echo 模块，则直接简单地 import echo 即可。

    在 Python 2.5 之后，可以使用相对路径进行包导入，例如：

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    # 一个点代表当前目录
    # 两个点代表父目录
    from . import echo
    from .. import formats
    from ..filters import equalizer

目前，Python 推荐使用 from package import item 的包层面导入，和 import module 的模块层面导入方法，能更好地避免冗余和变量名称冲突。