模块
1.模块化（module）程序设计理念
1.1模块和包概念
我们将实现同一个功能的语句封装起来就是“函数”
我们将同一类型对象的“数据行为”，也就是“变量和函数”，放到一起同一管理和调用，就形成了“类和对象”
我们将实现类似功能的函数和类放到一起就是“模块”
我们将实现类似功能的模块放到一起就是“包”
![python[进阶三] - 图1](/uploads/projects/u1075591@advance-py/c86738d25efc5890d2157c496f1994a5.jpeg)
- python程序由模块组成。一个模块对应python源文件，一般后缀名是：.py
- 模块由语句构成。运行python程序时，按照模块中语句的顺序依次执行。
- 语句是python程序的构造单元，用于创建变量、变量赋值、调用函数、控制语句等。
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、数学运算等基本的功能。例如：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、另外python还提供了海量的第三方模块，使用方式和标准库类似。
1.3为什么需要模块化编程
模块对应于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，这样可以将一个python程序分解成多个模块，便于后期的重复应用。
模块化编程（Modlar Porgrmming）将一个任务分解成多个模块。每个模块就像搭积木一样，便于后期的反复使用、反复搭建。
模块化编程有如下几个重要优化：
- 便于将一个任务分解成多个模块，实现团队协同开发，完成大规模程序
- 实现代码复用。一个模块实现后，可以反复调用
- 可维护型增强
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中描述的功能。
- 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 Porgramming Inerface 应用程序编程接口）是用于描述模块中提供的函数和类的功能描述和使用方法描述。
模块化编程中，首先设计的就是模块的API（即要实现的功能描述），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。
可以通过help（模块名）查看模块的API。一般使用时先导入模块，然后通过help函数查看。
"""说明：用于计算公司员工的薪资"""company = "公司"def yearSalary(monthSalary):"""根据传入的月薪值，计算年薪：monthsalary*12"""passdef daySalary(monthSalary):"""根据传入的月薪值，计算出1天的薪资，一个月22天"""pass
如上模块只有功能描述和规范，需要编码人员按照要求实现代码
1.6模块的创建和测试代码
每个模块都有一个名称，通过特殊变量name可以获取模块的名称，在正常情况下，模块名字对应源文件名，它的name的值为“main”。我们可以根据这个特点，将模块的源代码文件中的测试代码进行独立的处理。
例如：
improt mathmath.__name__ #输出‘math’
#coding=utf-8"""说明：本模块用于计算公司员工的薪资"""company = "公司"def yearSalary(monthSalary):"""根据传入的月薪值，计算年薪：monthsalary*12"""return monthSalary*12def daySalary(monthSalary):"""根据传入的月薪值，计算出1天的薪资，一个月22天"""return monthSalary//22.5if __name__=="main": #测试代码print(yearSalary(3000))print(daySalary(3000))
1.7模块文档字符串和API设计
我们可以在模块的第一行增加一个文档字符串，用于描述模块的相关功能。然后，通过doc可以获得文档字符串的内容。
import salaryprint(salary.__doc__)print(salary.yearSalar.__doc__)
2.模块的导入
模块化设计的好处之一就是“代码复用性高”。写好的模块可以被反复调用，重复使用。模块的导入就是“在本模块中使用其他模块”
2.1import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型：
- 使用python编写的代码（.py）
- 已被编译为共享库或DLL的C或者C++扩展
- 包好一组模块的包
- 使用C编写并链接到python解释器的内置模块
我们一般通过import语句实现模块的导入和使用，import本质上使用了内置函数impoort()
>>> import math>>> id(math)1311891212784>>> type(math)<class 'module'>>>> import math,turtle>>> id(math)1311891212784>>> import math as m>>> id(m)1311891212784>>> m = math>>> math.sin(3.14)0.0015926529164868282>>>
2.2from…import导入
python中可以使用from…import导入模块中的成员。基本语法格式如下：
from 模块名 import 成员, 成员2, ...
如果希望导入一个模块中的所有成员，则可以采用如下方式：
from 模块名 import *
>>> from math import pi,sin>>> sin(3.14)0.0015926529164868282
2.3import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“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”，我们直接使用这些“内容”即可，前面也不需要加“文件名称”了
calculator模块
import测试
form…import测试
2.4import()动态导入
import语句本质上就是调用内置函数import()，我们可以通过它实现动态导入。给import()动态传递不同的参数值，就能导入不同的模块。
>>> s = "math">>> m = __import__(s)>>> print(m.pi)3.141592653589793>>> m.sin(3)0.1411200080598672
注意：
一般不建议我们自行使用import(s)导入，其行为在python2和python3中有差异，会导致意外错误。如果需要动态导入可以使用importlib模块
>>> import importlib>>> a = importlib.import_module(s)>>> a.pi3.141592653589793
2.5模块加载问题
当导入一个模块时，模块中的代码都会被执行，不过，如果再此导入这个模块；则不会再次执行；python这么设计是因为，导入模块更多的时候需要的是定义，模块的变量、函数、对象等。为了优化提高运行效率。
一个模块无论导入多少次，这个模块在这个解释器进程内有且只有一个对象
print("test模块被加载了")
import test #会执行test模块中的语句import test #不会执行test模块的语句#######################################import importlibimport reload(test)#可以重新加载test模块语句
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模块时，需要进行组织。我们将功能类似的模块放到一起，就形成了“包”。本质上，“包”就是一个必须有init.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。
3.3导入包操作和本质
导入包的方式如下：
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，直接使用函数名。 比如：fun_AA()
注：
- from package import item 这种语法中，item可以是包、模块，也可以函数、类、变量
- import item1.item2 这种语法中，item必须是包或者模块，不能使其他
导入包的本质：
导入包的本质就是“导入了包的init.py”文件。也就是说，“import pcak1”意味着执行了包pack1下面的init.py文件。这样可以在init.py中批量导入我们所需要的模块，而不在需要一个个导入。
init.py的三个核心作用：
- 作为包的标识，不能删除
- 用来实模糊导入
- 导入包实质上是执行init.py文件，可以在init.py文件中做这个包的初始化、以及需要的统一执行代码、已经批量导入。
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的所有子模块，然后导入它们。这会花很长时间。python提供了一个明确的包索引。
这个索引是由init.py定义all变量，该变量为列表，在a包中下的init.py中，可定义__all__ = ["module_A","modeule_A2"],这意味着from a import * 会从对应的包中导入以上两个子模块。
注：
尽管提供import * 的方法，但仍不建议使用
3.5包内引用
如果是子包内的引用，可以按相对位置引入子模块，以aa包下的module_AA中导入a包下内容为例：
from..import module_A #..表示上级目录 ./表示同级目录from.import module_A2 #.表示同级目录
3.6sys.path和模块搜索路径
当导入某个模块文件时，python解释器会按照如下路径寻找模块文件（按照顺序不停的继续往下找）：
- 内置模块
- 当前目录
- 程序的主目录
- pythonpath目录（如果已经设置了pythonpath环境变量）
- 标准链接库目录
- 第三方库目录（site-package目录）
- .pth文件的内容（如果存在的的话）
- sys.path.append()临时添加的目录
当任何一个python程序启动时，就将上面的这些搜索路径（出内置模块以外的路径）进行收集，放到sys模块的path属性中（sys.path）。
.pth文件的写法
我们可以字site-packages目录下添加.pth文件。并添加内容：
#一行一个目录g:\ag:\bg:\c
注：
- 确保g:\a,g:\b,g:\c对应的目录真是存在。
- 在windows系统中建立.pth文件，由于没有文件名不能直接建立需输入：“.pth.”才能正常建立。
4.模块的发布和安装
4.1模块的本地发布
当我们完成了某个模块的开发后，可以将他对外发布，其它开发者也可以以“第三方扩展库”的方式使用我们的模块。
按照如下步骤：
- 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）：
- 在文件夹中创建一个名为【setup.py】文件，内容如下： ```python from distutils.core import setup
setup( name=’SuperMah’, #对外我们模块的名字 version=’1.1’, #版本号 description=’这是第一个对外发布的模块（测试）’, author=’puke’, #作者 author_email=’123456@email.com’, py_modules=[‘SuperMath.demo1’,’SuperMath.demo2’] #要发布的模块 )
3. 构建一个发布文件，通过终端，cd到模块文件夹c下面，再键入命令：`python setup.py sdist`执行完成后如下：<a name="nxWmB"></a>###<a name="Sa0So"></a>### 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命令模式下操作，进入setup.py所在目录，键入命令：`python setup.py install`安装成功后，我们进入python目录/Lib/site-packages目录（第三方模块都安装在这里，python解释器执行时也会搜索这个路径）<br /><br />可直接引用<a name="YVTp6"></a>### 4.3上传模块到PyPI- 注册PyPI网站：[https://pypi.org/](https://pypi.org/)在c:/user/用户名目录创建文件名为.pypirc内容为：```python[distutils]index-servers=pypi[pypi]repository=https://upload.pypi.org/legacy/username= 账户名password= 密码
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