第八章 模塊和包
本章的主題就是模塊和包。較大的Python程序基本上都使用模塊和包進行組織，Python發行版也包括方方面面許許多多的模塊...
模塊
你可以使用import語句將一個源代碼文件作為模塊導入.例如:
使用import spam 語句就可以將這個文件作為模塊導入。系統在導入模塊時，要做以下三件事：
- 為源代碼文件中定義的對象創建一個名字空間，通過這個名字空間可以訪問到模塊中定義的函數及變量。 2.在新創建的名字空間里執行源代碼文件. 3.創建一個名為源代碼文件的對象，該對象引用模塊的名字空間，這樣就可以通過這個對象訪問模塊中的函數及變量，如：
用逗號分割模塊名稱就可以同時導入多個模塊:
import socket, os, regex
模塊導入時可以使用 as 關鍵字來改變模塊的引用對象名字:
使用from語句可以將模塊中的對象直接導入到當前的名字空間. from語句不創建一個到模塊名字空間的引用對象，而是把被導入模塊的一個或多個對象直接放入當前的名字空間:
from語句支持逗號分割的對象，也可以使用星號(*)代表模塊中除下划線開頭的所有對象:
不過，如果一個模塊如果定義有列表__all__，則from module import * 語句只能導入__all__列表中存在的對象。
# module: foo.py
__all__ = [ 'bar', 'spam' ] # 定義使用 `*` 可以導入的對象
另外, as 也可以和 from 聯合使用:
import 語句可以在程序的任何位置使用，你可以在程序中多次導入同一個模塊，但模塊中的代碼*僅僅*在該模塊被首次導入時執行。后面的import語句只是簡單的創建一個到模塊名字空間的引用而已。sys.modules字典中保存着所有被導入模塊的模塊名到模塊對象的映射。這個字典用來決定是否需要使用import語句來導入一個模塊的最新拷貝.
from module import * 語句只能用於一個模塊的最頂層.*特別注意*：由於存在作用域沖突，不允許在函數中使用from 語句。
每個模塊都擁有 __name__ 屬性，它是一個內容為模塊名字的字符串。最頂層的模塊名稱是 __main__ .命令行或是交互模式下程序都運行在__main__ 模塊內部. 利用__name__屬性，我們可以讓同一個程序在不同的場合（單獨執行或被導入)具有不同的行為，象下面這樣做：
# 檢查是單獨執行還是被導入
if __name__ == '__main__': # Yes statements else: # No (可能被作為模塊導入) statements
模塊搜索路徑
導入模塊時,解釋器會搜索sys.path列表,這個列表中保存着一系列目錄。一個典型的sys.path 列表的值：
Linux:
['', '/usr/local/lib/python2.0', '/usr/local/lib/python2.0/plat-sunos5', '/usr/local/lib/python2.0/lib-tk', '/usr/local/lib/python2.0/lib-dynload', '/usr/local/lib/python2.0/site-packages'] Windows: ['', 'C:\\WINDOWS\\system32\\python24.zip', 'C:\\Documents and Settings\\weizhong', 'C:\\Python24\\DLLs', 'C:\\Python24\\lib', 'C:\\Python24\\lib\\plat-win', 'C:\\Python24\\lib\\lib-tk', 'C:\\Python24\\Lib\\site-packages\\pythonwin', 'C:\\Python24', 'C:\\Python24\\lib\\site-packages', 'C:\\Python24\\lib\\site-packages\\win32', 'C:\\Python24\\lib\\site-packages\\win32\\lib', 'C:\\Python24\\lib\\site-packages\\wx-2.6-msw-unicode']
空字符串 代表當前目錄. 要加入新的搜索路徑,只需要將這個路徑加入到這個列表.
模塊導入和匯編
到現在為止，本章介紹的模塊都是包含Python源代碼的文本文件. 不過模塊不限於此，可以被 import 語句導入的模塊共有以下四類:
- 使用Python寫的程序( .py文件)
- C或C++擴展(已編譯為共享庫或DLL文件)
- 包(包含多個模塊)
- 內建模塊(使用C編寫並已鏈接到Python解釋器內)
當查詢模塊 foo 時,解釋器按照 sys.path 列表中目錄順序來查找以下文件(目錄也是文件的一種):
- 定義為一個包的目錄 foo
- foo.so, foomodule.so, foomodule.sl,或 foomodule.dll (已編譯擴展)
- foo.pyo (只在使用 -O 或 -OO 選項時)
- foo.pyc
- foo.py
后面馬上介紹包
已編譯擴展在附錄B:"Extending and Embedding Python."中有詳細描述.
對於.py文件,當一個模塊第一次被導入時,它就被匯編為字節代碼,並將字節碼寫入一個同名的 .pyc文件.后來的導入操作會直接讀取.pyc文件而不是.py文件.(除非.py文件的修改日期更新,這種情況會重新生成.pyc文件) 在解釋器使用 -O 選項時，擴展名為.pyo的同名文件被使用. pyo文件的內容雖去掉行號,斷言,及其他調試信息的字節碼，體積更小,運行速度更快.如果使用-OO選項代替-O,則文檔字符串也會在創建.pyo文件時也被忽略.
如果在sys.path提供的所有路徑均查找失敗,解釋器會繼續在內建模塊中尋找,如果再次失敗，則引發 ImportError 異常.
.pyc和.pyo文件的匯編,當且僅當import 語句執行時進行.
當 import 語句搜索文件時,文件名是大小寫敏感的
即使在文件系統大小寫不敏感的系統上也是如此(Windows等). 這樣, import foo 只會導入文件foo.py而不會是FOO.PY. *注意*:Python的2.1之前的版本的,這個功能在某些平台上會有問題.要寫出兼容性好的程序,就避免在模塊名中大小定混用.
重新導入模塊
如果更新了一個已經用import語句導入的模塊，內建函數reload()可以重新導入並運行更新后的模塊代碼.它需要一個模塊對象做為參數.例如:
在reload()運行之后的針對模塊的操作都會使用新導入代碼，不過reload()並不會更新使用舊模塊創建的對象，因此有可能出現新舊版本對象共存的情況。 *注意* 使用C或C++編譯的模塊不能通過 reload() 函數來重新導入。
記住一個原則，除非是在調試和開發過程中，否則不要使用reload()函數.
包
多個關系密切的模塊應該組織成一個包，以便於維護和使用。這項技術能有效避免名字空間沖突。創建一個名字為包名字的文件夾並在該文件夾下創建一個__init__.py 文件就定義了一個包。你可以根據需要在該文件夾下存放資源文件、已編譯擴展及子包。舉例來說，一個包可能有以下結構:
Graphics/
__init__.py Primitive/ __init__.py lines.py fill.py text.py ... Graph2d/ __init__.py plot2d.py ... Graph3d/ __init__.py plot3d.py ... Formats/ __init__.py gif.py png.py tiff.py jpeg.py
import語句使用以下幾種方式導入包中的模塊:
* import Graphics.Primitive.fill 導入模塊Graphics.Primitive.fill,只能以全名訪問模塊屬性,例如 Graphics.Primitive.fill.floodfill(img,x,y,color).
* from Graphics.Primitive import fill 導入模塊fill ,只能以 fill.屬性名 這種方式訪問模塊屬性,例如 fill.floodfill(img,x,y,color).
* from Graphics.Primitive.fill import floodfill 導入模塊fill ,並將函數floodfill放入當前名稱空間,直接訪問被導入的屬性，例如 floodfill(img,x,y,color).
無論一個包的哪個部分被導入, 在文件__init__.py中的代碼都會運行.這個文件的內容允許為空,不過通常情況下它用來存放包的初始化代碼。導入過程遇到的所有 __init__.py文件都被運行.因此 import Graphics.Primitive.fill 語句會順序運行 Graphics 和 Primitive 文件夾下的__init__.py文件.
下邊這個語句具有歧義:
from Graphics.Primitive import *
這個語句的原意圖是想將Graphics.Primitive包下的所有模塊導入到當前的名稱空間.然而,由於不同平台間文件名規則不同(比如大小寫敏感問題), Python不能正確判定哪些模塊要被導入.這個語句只會順序運行 Graphics 和 Primitive 文件夾下的__init__.py文件. 要解決這個問題，應該在Primitive文件夾下面的__init__.py中定義一個名字all的列表，例如:
這樣,上邊的語句就可以導入列表中所有模塊.
下面這個語句只會執行Graphics目錄下的__init__.py文件，而不會導入任何模塊:
不過既然 import Graphics 語句會運行 Graphics 目錄下的 init.py文件,我們就可以采取下面的手段來解決這個問題：
這樣import Graphics語句就可以導入所有的子模塊(只能用全名來訪問這些模塊的屬性).
在一個包中，同一目錄下的兩個模塊可以互相引用而不需要提供包的名字.例如 Graphics.Primitive.fill模塊可以使用import lines導入Graphics.Primitive.lines . 不過如果兩個模塊位於同一個包的不同目錄,就必須提供包名.例如,如果Graphics.Graph2d的plot2d模塊需要使用Graphics.Primitive下的lines模塊,就必須使用from Graphics.Primitive import lines這樣的語句.如果需要,一個模塊可以通過 __name__ 屬性得到自己的全名.例如：下面的代碼在僅知道同級子包的名字情況下(不知道它們共同的頂級包名)導入該子包下的一個模塊。
最后,當Python導入一個包時,它定義了一個包含目錄列表的特殊變量__path__ ,它用於查找包的模塊(__path__與sys.path變量的作用相似). 可以在__init__.py文件中訪問__path__變量.這個列表的初始值只有一個元素.即包的目錄.只要你覺得必要,一個包也可以到其他的目錄中去(在__path__增加要搜索的目錄)搜索模塊。(換言之，一個模塊可以屬於一個包，卻不位於這個包所在的目錄或子目錄下。
PythonEssentialRef8 (2009-12-25 07:10:05由localhost編輯)