前言

Python作為一個(gè)解釋器，一個(gè)程序，如果不導(dǎo)入任何外部模塊或包，就做不了什么。理解Python如何導(dǎo)入模塊和包將在幾乎所有的場(chǎng)景中都很有幫助。

本文中的所有代碼都是在Linux(Ubuntu)中應(yīng)用和測(cè)試的，Windows和macOS應(yīng)該(希望)是類似的。

PART 01

當(dāng)PIP安裝一個(gè)包時(shí)會(huì)發(fā)生什么

當(dāng)我們使用pip安裝包時(shí)：

pip install <pkg_name>

包進(jìn)入系統(tǒng)范圍的文件夾

/home/<user_name>/.local/lib/python3.x/site-packages

這里的“系統(tǒng)范圍”是指所有Python程序都可以訪問(wèn)已安裝的軟件包。

從哪里進(jìn)口（import）

當(dāng)使用import關(guān)鍵字導(dǎo)入包時(shí)，Python會(huì)循環(huán)sys. path中的路徑列表。加載它的路徑。

運(yùn)行這個(gè)，查看路徑列表:

import sys
print(sys.path)

這是我的。你的應(yīng)該類似:

['', '/usr/lib/python36.zip', '/usr/lib/python3.6', '/usr/lib/python3.6/lib-dynload', '/home/andrewzhu/.local/lib/python3.6/site-packages', '/usr/local/lib/python3.6/dist-packages', '/usr/lib/python3/dist-packages', '/usr/lib/python3.6/dist-packages']

第一個(gè)空的"表示當(dāng)前文件夾，因此Python運(yùn)行時(shí)(或import關(guān)鍵字)可以訪問(wèn)位于運(yùn)行Python腳本的同一文件夾中的任何包。

通過(guò)了解這一點(diǎn)，下次如果您想部署一個(gè)定制包，而不是從pip或condo。你從Github上竊取/抓取的東西，想讓所有Python程序都能訪問(wèn)它，不管它位于哪里。你知道把包裹放在哪里。

順便說(shuō)一下，要獲取當(dāng)前目錄路徑，請(qǐng)運(yùn)行:

import os
print(os.getcwd())

PART 02

導(dǎo)入模塊的最佳方法是什么

正如Python的禪宗所說(shuō):“顯式比隱式好”。如果你給一些東西命名，比如i, td，幾周后，即使是你，這個(gè)程序的作者也不明白這些變量的含義。

所以，

規(guī)則1:明確。

Python作為一種腳本語(yǔ)言已經(jīng)相對(duì)較慢了，為了使你的程序更快，需要加載模塊。

規(guī)則2:只需要導(dǎo)入。

如果您正在編寫一個(gè)可能被其他程序調(diào)用的程序，請(qǐng)注意命名沖突。其他可能在下游程序中給出相同的名稱，并且可能會(huì)受到“類型錯(cuò)誤異?！钡臍g迎。

規(guī)則3:取正確的名字。

您可能會(huì)看到下面列出的許多導(dǎo)入樣式，但是哪一種是最好的，哪一種應(yīng)該避免?

# style 1
import a_package 
# or style 2
import a_package as p
# or style 3
from a_package import a_item
# or style 4
from a_package import *
# or style 5 
from a_package import a_item as my_item

樣式1是可以的，但是它將導(dǎo)入這個(gè)包中的所有模塊，在導(dǎo)入datetime的情況下。當(dāng)你想要獲得當(dāng)前時(shí)間時(shí)，代碼會(huì)像這樣形成:

import datetime 
now_time = datetime.datetime.now()

注意，有雙日期時(shí)間，如果您正在閱讀一個(gè)很長(zhǎng)的代碼文件，每當(dāng)您看到日期時(shí)間，將使您認(rèn)為它是哪個(gè)日期時(shí)間，它是一個(gè)模塊或包?

樣式2將在某種程度上解決這個(gè)問(wèn)題，你可以給datetime一個(gè)新的名稱，也許是一個(gè)唯一的名稱，像這樣:

import datetime as az_datetime_pkg
now_time = az_datetime_pkg.datetime.now()

az_的意思是，它來(lái)自Andrew Zhu， _pkg表示它是從某處導(dǎo)入的包。但是，每次都輸入包名是很繁瑣的。

樣式3解決了繁瑣的問(wèn)題，通過(guò)從…import…樣式，你可以直接調(diào)用函數(shù)。

from datetime import datetime
now_time = datetime.now()

如果你想盡量避免命名沖突，請(qǐng)使用樣式5。

from datetime import datetime as pkg_datetime_module
now_time = pkg_datetime_module.now()

風(fēng)格4 ?永遠(yuǎn)不要使用import *樣式。因?yàn)闃邮?打破了上面列出的3個(gè)規(guī)則。

如果您計(jì)劃構(gòu)建一個(gè)供其他人使用的包，那么有一種方法可以減輕import *事故。

使用__all__。這是一個(gè)例子。在你的模塊中。

__all__ = ['pub_fun1','pub_fun2']
def pub_fun1:
    return 'hey, this is pub_function1'
def pub_fun2:
    return 'hey, this is pub_function2'
def pub_fun3:
    return 'sorry, this function is private'

通過(guò)這種方式，即使模塊用戶通過(guò)import *調(diào)用您的包，也只有pub_fun1和pub_fun2會(huì)被通配符導(dǎo)入。Pub_fun3將對(duì)調(diào)用者保密。

如果你的同事固執(zhí)地堅(jiān)持使用import *，你可以把下面他們import *的True和False顛倒過(guò)來(lái)，來(lái)說(shuō)服他們:

False, True = True, False # works only in python 2.x

Python會(huì)顛倒True和False的含義，這就是為什么我們?cè)诿蛯?dǎo)入模塊時(shí)需要小心的原因。

PART 03

檢查導(dǎo)入的模塊

當(dāng)你導(dǎo)入一個(gè)模塊時(shí)，你如何知道這個(gè)模塊的內(nèi)部?當(dāng)然，您可以查看文檔，但如果您很懶，不想啟動(dòng)無(wú)聊的文檔怎么辦?Python提供了一種方便的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。它是函數(shù)dir()。這個(gè)內(nèi)置函數(shù)返回目標(biāo)對(duì)象的第一層名稱列表。

比方說(shuō)，您導(dǎo)入了math模塊。

import math

查看math模塊中有哪些函數(shù)。

dir(math)

您將看到一個(gè)可供調(diào)用的變量和函數(shù)列表。

現(xiàn)在運(yùn)行不帶參數(shù)的dir()函數(shù)，看看當(dāng)前模塊中包含了什么。

dir()

您將在結(jié)果列表中看到導(dǎo)入的數(shù)學(xué)

[
    ...,
    math,
    ...
]

還有一件事，如果您想刪除現(xiàn)有的模塊，可以使用del來(lái)刪除它。這里，讓我們從當(dāng)前運(yùn)行的程序中刪除數(shù)學(xué)。

del math

使用dir()進(jìn)行檢查，數(shù)學(xué)就消失了。

PART 04

創(chuàng)建自己的Python包

在Python中，F(xiàn)unction是變量和表達(dá)式的容器;類是函數(shù)、變量的容器;Module大致表示一個(gè)Python腳本文件，它是類、函數(shù)、表達(dá)式和變量的容器。Package是一個(gè)管理Python模塊的解決方案。一個(gè)包是一個(gè)特殊的文件夾，包含多個(gè)模塊和一個(gè)附加的__init__.py文件。

下面是一個(gè)示例包結(jié)構(gòu)。如果使用Python 3.3+，可以省略__init__.py文件

py_package/
    - __init__.py
    - module1.py
    - module2.py

在py_package文件夾內(nèi)，創(chuàng)建兩個(gè)名為module1.py和module2.py的文件。

在module1.py文件中，給出如下代碼，在module2.py文件中，放入你喜歡的任何代碼。

# module1.py file
__all__ = ["module1_pub_func"]
def module1_pub_func():
    print('hey, this is a public function from module1')
def module1_pri_func():
    print("hey, this is a private function from module1")

現(xiàn)在，在py_package文件夾所在的同一個(gè)文件夾中，放置test.py文件。

- py_package/
    - ...
- test.py

在test.py文件中，調(diào)用新的烘培包。

from py_package.module1 import * 
module1_pub_func()
module1_pri_func()

你會(huì)得到這樣的結(jié)果，這里的錯(cuò)誤消息是預(yù)期的，因?yàn)樵谀愕腳_all__變量中，你只允許pub func被調(diào)用。

hey, this is a public function from module1
---------------------------------------------------------------------------
NameError                                 Traceback (most recent call last)
~/az_git_folder/azcode/aznote/python/py_create_package/test.py in 
      2 from py_package.module1 import *
      3 module1_pub_func()
----> 4 module1_pri_func()


NameError: name 'module1_pri_func' is not defined

請(qǐng)注意，使用下面所示的代碼導(dǎo)入包是行不通的。谷歌不會(huì)告訴你很多，但如果你不知道這個(gè)錯(cuò)誤，可能會(huì)困惑你一段時(shí)間。

# import the new created package won't works. don't do it. 
import py_package import * 
# or
import py_package

要調(diào)用這個(gè)包，您需要顯式地包含module1關(guān)鍵字。

還有一件事要提。每個(gè)Python模塊/程序都定義了一個(gè)__name__變量。如果該模塊/程序是Python執(zhí)行入口，則__name__將被分配給"__main__"。因此，我們可以使用__name__來(lái)檢測(cè)程序是否直接執(zhí)行或是否從其他程序中導(dǎo)入。在設(shè)計(jì)自定義包時(shí)特別有用。

if __name__ == '__main__':
    print('running by myself')
else:
    print('I am being imported from other module')