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模塊，包介紹
在計算機程序的開發(fā)過程中，隨著程序代碼越寫越多，在一個文件里代碼就會越來越長，越來越不容易維護。
為了編寫可維護的代碼，我們把很多函數(shù)分組，分別放到不同的文件里，這樣，每個文件包含的代碼就相對較少，很多編程語言都采用這種組織代碼的方式。在Python中，一個.py文件就稱之為一個模塊（Module）。
最大的好處是大大提高了代碼的可維護性。其次，編寫代碼不必從零開始。當一個模塊編寫完畢，就可以被其他地方引用。我們在編寫程序的時候，也經(jīng)常引用其他模塊，包括Python內(nèi)置的模塊和來自第三方的模塊。
使用模塊還可以避免函數(shù)名和變量名沖突。相同名字的函數(shù)和變量完全可以分別存在不同的模塊中，因此，我們自己在編寫模塊時，不必考慮名字會與其他模塊沖突。但是也要注意，盡量不要與內(nèi)置函數(shù)名字沖突。
你也許還想到，如果不同的人編寫的模塊名相同怎么辦？為了避免模塊名沖突，Python又引入了按目錄來組織模塊的方法，稱為包（Package）。
舉個例子，一個abc.py的文件就是一個名字叫abc的模塊，一個xyz.py的文件就是一個名字叫xyz的模塊。
現(xiàn)在，假設我們的abc和xyz這兩個模塊名字與其他模塊沖突了，于是我們可以通過包來組織模塊，避免沖突。方法是選擇一個頂層包名，比如mycompany，按照如下目錄存放：
mycompany
├─ __init__.py
├─ abc.py
└─ xyz.py
引入了包以后，只要頂層的包名不與別人沖突，那所有模塊都不會與別人沖突。現(xiàn)在，abc.py模塊的名字就變成了mycompany.abc，類似的，xyz.py的模塊名變成了mycompany.xyz。
請注意，每一個包目錄下面都會有一個__init__.py的文件，這個文件是必須存在的，否則，Python就把這個目錄當成普通目錄，而不是一個包。__init__.py可以是空文件，也可以有Python代碼，因為__init__.py本身就是一個模塊，而它的模塊名就是mycompany。
類似的，可以有多級目錄，組成多級層次的包結(jié)構(gòu)。比如如下的目錄結(jié)構(gòu)：
mycompany
├─ web
│ ├─ __init__.py
│ ├─ utils.py
│ └─ www.py
├─ __init__.py
├─ abc.py
└─ utils.py
文件www.py的模塊名就是mycompany.web.www，兩個文件utils.py的模塊名分別是mycompany.utils和mycompany.web.utils。
自己創(chuàng)建模塊時要注意命名，不能和Python自帶的模塊名稱沖突。例如，系統(tǒng)自帶了sys模塊，自己的模塊就不可命名為sys.py，否則將無法導入系統(tǒng)自帶的sys模塊。?。?！
使用模塊
Python本身就內(nèi)置了很多非常有用的模塊，只要安裝完畢，這些模塊就可以立刻使用。我們以內(nèi)建的sys模塊為例，編寫一個hello的模塊：
#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
' a test module '
__author__ = 'OJay'
import sys
deftest():
args = sys.argv
if len(args)==1:
print('Hello, world!')
elif len(args)==2:
print('Hello, %s!' % args[1])
else:
print('Too many arguments!')
if __name__=='__main__':
test()
第1行和第2行是標準注釋，第1行注釋可以讓這個hello.py文件直接在Unix/Linux/Mac上運行，第2行注釋表示.py文件本身使用標準UTF-8編碼；
第4行是一個字符串，表示模塊的文檔注釋，任何模塊代碼的第一個字符串都被視為模塊的文檔注釋；
第6行使用__author__變量把作者寫進去，這樣當你公開源代碼后別人就可以瞻仰你的大名；
以上就是Python模塊的標準文件模板，當然也可以全部刪掉不寫，但是，按標準辦事肯定沒錯。后面開始就是真正的代碼部分。
使用sys模塊的第一步，就是導入該模塊：import sys
導入sys模塊后，我們就有了變量sys指向該模塊，利用sys這個變量，就可以訪問sys模塊的所有功能。
sys模塊有一個argv變量，用list存儲了命令行的所有參數(shù)。argv至少有一個元素，因為第一個參數(shù)永遠是該.py文件的名稱，例如：
運行python3 hello.py獲得的sys.argv就是['hello.py']；
運行python3 hello.py Michael獲得的sys.argv就是['hello.py', 'Michael']。
注意到最后這兩行代碼：
if __name__=='__main__':
test()
當我們在命令行運行hello模塊文件時，Python解釋器把一個特殊變量__name__置為__main__，而如果在其他地方導入該hello模塊時，if判斷將失敗，因此，這種if測試可以讓一個模塊通過命令行運行時執(zhí)行一些額外的代碼，最常見的就是運行測試。
作用域
在一個模塊中，我們可能會定義很多函數(shù)和變量，但有的函數(shù)和變量我們希望給別人使用，有的函數(shù)和變量我們希望僅僅在模塊內(nèi)部使用。在Python中，是通過_前綴來實現(xiàn)的。
- 正常的函數(shù)和變量名是公開的（public），可以被直接引用，比如：
abc，x123，PI等； - 類似
__xxx__這樣的變量是特殊變量，可以被直接引用，但是有特殊用途，比如上面的__author__，__name__就是特殊變量； - 類似
_xxx和__xxx這樣的函數(shù)或變量就是非公開的（private），不應該被直接引用，比如_abc，__abc等。
之所以我們說，private函數(shù)和變量“不應該”被直接引用，而不是“不能”被直接引用，是因為Python并沒有一種方法可以完全限制訪問private函數(shù)或變量，全靠我們程序猿的自覺。private函數(shù)或變量不應該被別人引用，那它們有什么用呢？請看例子：
def _private_1(name):
return 'Hello, %s' % name
def _private_2(name):
return 'Hi, %s' % name
def greeting(name):
if len(name) > 3:
return _private_1(name)
else:
return _private_2(name)
我們在模塊里公開greeting()函數(shù)，而把內(nèi)部邏輯用private函數(shù)隱藏起來了，這樣，調(diào)用greeting()函數(shù)不用關(guān)心內(nèi)部的private函數(shù)細節(jié)，這也是一種非常有用的代碼封裝和抽象的方法，即： 外部不需要引用的函數(shù)全部定義成private，只有外部需要引用的函數(shù)才定義為public。
安裝第三方模塊
在Python中，安裝第三方模塊，是通過包管理工具pip完成的。要安裝一個第三方庫，必須先知道該庫的名稱
pip install XXX
在使用Python時，我們經(jīng)常需要用到很多第三方庫，例如，Pillow，MySQL驅(qū)動程序，Web框架Flask，科學計算Numpy等。用pip一個一個安裝費時費力，還需要考慮兼容性。
推薦直接使用Anaconda，這是一個基于Python的數(shù)據(jù)處理和科學計算平臺，它已經(jīng)內(nèi)置了許多非常有用的第三方庫，我們裝上Anaconda，就相當于把數(shù)十個第三方模塊自動安裝好了，非常簡單易用。
附上其他文章的鏈接：
本文內(nèi)容屬于筆記，大部分內(nèi)容源自 廖雪峰老師的博客， 非常推薦大家去他的網(wǎng)站學習！
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