一.模块与包模块是包含Python代码的文件通常以.py为扩展名。模块可以包含函数、类、变量或可执行代码用于将相关功能组织在一起便于代码复用和维护。模块的作用代码复用将常用功能封装为模块避免重复编写相同代码。命名空间管理通过模块划分作用域避免命名冲突。项目结构化通过模块化设计提升项目的可读性和可维护性。模块的分类内置模块Python标准库提供的模块如math、os。第三方模块通过包管理工具如pip安装的模块如numpy。自定义模块用户自行编写的模块文件。1.创建模块在 Python 中模块是一个包含 Python 代码的.py文件。创建一个新文件命名为mymodule.py并在其中编写函数或变量。# mymodule.py def greet(name): return fHello, {name}! PI 3.141592.导入模块全局导入在其他 Python 文件中使用import语句导入模块并调用其功能import 模块名 [as 别名]访问模块名.成员名import mymodule print(mymodule.greet(Alice)) print(mymodule.PI)局部导入from 模块名 import 成员名1[as 别名] 成员名2[as 别名]访问直接通过成员名的方式访问说明指定导入模块的部分成员只能使用其导入的成员未导入的成员不能使用如果多个模块中存在重名成员后一次导入会覆盖前一次导入。from mymodule import greet, PI print(greet(Bob)) print(PI)from 模块名 import *导入模块中所有不以单下划线开头的成员直接通过成员名的方式访问通过成员名方式直接访问模块搜索顺序当导入一个模块时的搜索顺序当前目录-PYTHONPATH环境变量中的目录-包含python模块以及这些模块所以来的任何extension module的目录可以使用以下方式查看模块搜索顺序import sys print(sys.path)也可以通过sys.path.append(路径)向sys.path中临时添加路径Python 的sys.path是一个列表存储了模块的搜索路径。通过sys.path.append()可以向其中临时添加自定义路径使得 Python 解释器能够找到该路径下的模块。import sys sys.path.append(/path/to/your/module)添加后可以直接导入该路径下的模块import your_module注意事项临时性通过sys.path.append()添加的路径仅在当前运行时生效程序退出后不会保留。路径格式需使用绝对路径或正确相对路径确保路径存在且可访问。避免重复添加多次添加同一路径会导致sys.path冗余建议先检查路径是否存在__all__在Python模块中__all__是一个特殊的列表变量用于定义模块的公共接口。当使用from module import *时只有__all__中列出的名称会被导入。若未定义__all__则默认导入所有不以下划线开头的全局名称。#my_add.py中向__all__添加部分元素 __all__ [num,add] #内容必须要用引号引起来 num 100 num1 200 _str1 abc def add(a,b): return a b在main.py中使用from my_add import *导入模块中的内容没在__all__中的变量在使用时会报错from my_add import * print(_str1) #会报错不可以使用.如果all里面声明了就可以访问 print(num) #100__name__属性使用__name__ __main__避免测试代码被执行注意当一个python文件被直接运行时该文件的__name__属性值为__main__当一个python文件作为模块被导入__name__属性会被设置为该模块的名称如果在导入其他模块时候不需要被导入模块的测试代码被执行那么可以在被导入模块中作出以下分支判断if __name__ __main__执行测试语句#my_add.py中向__all__添加部分元素 __all__ [num,add] #内容必须要用引号引起来 num 100 num1 200 _str1 abc def add(a,b): return a b #测试语句 if __name__ __main__ print(add(1,2))#此时是main.py import my_add 导入操作会自动打印my_add.py的最后一个打印语句输出3 但是我们不想让他执行这个用于测试的语句 我们应该在my_add中使用__name__用来避免这个问题 使用__name__ __main__避免测试代码被执行 3.dir()dir()是一个内置函数主要用于列出对象的属性和方法或者列出当前作用域中定义的名称并以一个字符串列表的形式返回当你将一个模块作为dir的参数时它返回该模块中定义的名称列表包括函数、类、变量等等import math #查看math模块下的 print(dir(math))当你将一个对象作为dir的参数时他会返回该对象的属性和方法列表class Example: def __init__(self): self.data 42 def method(self): pass obj Example() print(dir(obj)) # 输出包含 data, method, __class__, __str__ 等4.包概述包是管理python模块命名空间的形式通过使用.模块名来构造python模块命名空间的一种方式。例如模块名A.B表示名为A的包中包为B的子模块。通常我们将多个有联系的模块放入一个包中包和文件夹相似不过该文件夹下必须有一个__init__.py文件sound/ #最高层级的包 __init__.py #初始化sound包 formats/ #用于文件格式转换的包 __init__.py auwrite.py aiffread.py effects/ #用于音效的包 __init__.py echo.py surround.py5.创建包__init__.py可以只是一个空文件也可以执行包的初始化或设置__all__变量。创建一个graphic文件夹并且在其中创建circle.py、rectangle.py文件。其中__init__.py文件暂时为空。circle.py和rectangle.py文件写入代码右键点击项目根目录或目标父目录选择“New” → “Directory”输入名称“graphic”并确认。在“graphic”文件夹上右键选择“New” → “Python File”分别输入文件名“circle.py”和“rectangle.py”。创建空文件__init__.py的方式相同输入文件名时需包含扩展名。最终目录结构应如下所示project_root/ graphic/ __init__.py circle.py rectangle.py main.py6.导入包全局导入import导入包中模块的所有成员语法import 包名.模块名 [as 别名]调用方式:包名.模块名.成员名import graphic.circle print(graphic.circle.area(10)) #314.15926注意⚠️使用import时除最后一项外都必须是包。最后一项可以是模块或者包但不能是类、函数或者变量。如果最后一项是包那么必须在被导入包的__init__.py文件中指定导入包中的哪些模块。这是python导包的一个优化机制避免导入过多的模块并且在__init__.py中指定导入模块的时候建议使用相对路径(from . import circle)。如果是绝对路径那么他会把导入的模块circle作为顶级模块直接从sys.path找circle模块而不是找graphic.circleimport circle#__init_.py限制包中的哪些模块可以被导入 #from 包名 import 模块 from . import circle #main.py import graphic print(graphic.circle.PI) #此时可以输出局部导入包下的模块from import语法 from 包名 import 模块名 [as 别名]说明导入包中的某一模块的所有成员访问模块名.成员名from graphic import circle print(circle.area(10)) #314.159局部导入包下模块的成员 from import从包中模块导入功能语法from 包名.模块名 import 成员名 [as 别名]调用方式成员名from graphic.circle import area print(area(10))局部导入from import*从包中导入模块当我们使用from import*时python并不会查找并导入包的所有子模块。唯一解决的方法是提供包的显式索引。如果包的__init__.py中定义了__all__运行from import*时他就是被导入的模块名语法from 包名 import *导入包中的某一个模块中不以下划线开始的成员调用方式模块名.成员名在__init__.py下添加如下内容__all__ [circle] 注意如果不加会无法导包在main.py中使用 from 包名 import *python的标准库包以下是一些常用的Python标准库及其功能的总结表格模块名功能描述os提供与操作系统交互的功能如文件操作、目录管理等sys提供与Python解释器交互的功能如命令行参数、退出程序等math提供数学运算功能如三角函数、对数、幂运算等datetime提供日期和时间处理功能如日期计算、格式化等json提供JSON数据的编码和解码功能re提供正则表达式功能用于字符串匹配和处理random提供生成随机数的功能collections提供额外的数据结构如defaultdict、Counter、namedtuple等itertools提供高效的迭代器工具如排列组合、无限迭代器等functools提供高阶函数工具如reduce、partial等argparse提供命令行参数解析功能logging提供日志记录功能subprocess提供启动和管理子进程的功能multiprocessing提供多进程支持threading提供多线程支持socket提供网络通信功能支持TCP/UDP协议urllib提供URL处理功能如发送HTTP请求、解析URL等csv提供CSV文件读写功能pickle提供对象序列化和反序列化功能hashlib提供哈希算法功能如MD5、SHA1等zipfile提供ZIP文件压缩和解压功能sqlite3提供SQLite数据库操作功能unittest提供单元测试框架time提供时间相关功能如休眠、获取时间戳等glob提供文件名模式匹配功能shutil提供高级文件操作功能如复制、移动、删除等tempfile提供临时文件和目录管理功能这些标准库覆盖了Python开发中的常见需求包括文件操作、数据处理、网络通信、并发编程等。7.引入第三方库当使用python中没有内置的库时可以通过以下方式安装第三方库pip命令方式pip是python包管理工具该工具提供了对python包的查找、下载、安装、卸载的功能。pip默认的源是python package index其地址为https://pypi.org/simple/,如果下载比较慢还可以指定其他源pip常用命令查看我们已经安装的软件包pip list安装软件包具体包名可以到pypi上查找pip install 包名卸载软件包pip uninstall 包名临时使用其他源pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple 包名8.打包自己的库并安装先安装setuptools库使用命令pip install setuptools在包外创建一个setup.py文件setup.py中添加如下内容在setup.py同级目录下进行构建也可以生成压缩包python setup.py sdistpip命令安装自己打的库pip installpath_to_your_package/distribution/your_package_name-0.1.tar.gz(自己的库的地址)