08-27-周三_17-09-29

Python/Python面向函数/模块和包.md

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+# 模块
+
+**模块（module）** 是一个包含 Python 代码的文件，通常以 `.py` 结尾。模块可以包含变量、函数、类，甚至其他模块。通过模块，我们可以将代码组织成不同的文件，更好地管理和复用代码。
+
+模块可以分为以下几类：
+- **自定义模块**：用户自己编写的模块。
+- **标准库模块**：Python 自带的模块，如 `math`、`os`、`sys` 等。
+- **第三方模块**：由其他开发者编写的模块，通常可以通过 `pip` 安装。
+
+# 自定义模块
+
+自定义模块是 Python 中一个重要的代码组织方式，它允许开发者将相关的代码（包括函数、类和变量）封装到一个 `.py` 文件中。通过自定义模块，我们可以实现代码的重用和模块化开发，避免代码重复，提高代码的可维护性。自定义模块可以被其他 Python 程序通过 import 语句导入使用，每个模块都有自己独立的命名空间，这样可以避免不同模块之间的命名冲突。
+
+**示例1：自定义模块**
+```python
+# my_module.py
+
+print("This is my moudle....")
+
+def greet(name):
+    return f"Hello, {name}!"
+
+def add(a, b):
+    return a + b
+
+PI = 3.14159
+
+# test.py
+import my_module
+
+# 使用 my_module 中的函数和变量
+print(my_module.PI)
+print(my_module.greet("EaglesLab"))
+print(my_module.add(5, 3))
+
+# 模块别名
+import my_module as mm
+
+print(mm.greet("EaglesLab"))
+
+```
+
+**示例2：根据用户输入导入不同自定义模块**
+```python
+# mysql.py
+def sqlparse():
+    print('from mysql sqlparse')
+
+# oracle.py
+def sqlparse():
+    print('from oracle sqlparse')
+
+# test.py
+db_type = input('>>: ')
+if db_type == 'mysql':
+    import mysql as db
+elif db_type == 'oracle':
+    import oracle as db
+
+db.sqlparse()
+```
+
+# 模块导入
+
+```python
+# 导入多个模块1
+import  sys, os, re
+
+# 导入多个模块2
+import sys
+import os
+import re
+
+# 通过 from 导入模块
+# from filename import function
+from my_module import greet, add
+
+# 覆盖导入模块中的同名函数
+def add():
+    pass
+
+# 导入所有不是以下划线(_)开头的函数，可读性较差不推荐
+from my_module import *
+
+# 设定 `from my_module import *` 导入哪些模块
+## my_module.py
+__all__ = ['greet','add']
+```
+
+python 全局变量 `__name__`，用来控制 `.py` 文件在不同的应用场景下执行不同的逻辑
+- 当文件被当做脚本执行时：`__name__ 等于'__main__'`
+- 当文件被当做模块导入时：`__name__等于模块名`
+
+
+```python
+def fib(n):
+    a, b = 0, 1
+    while b < n:
+        print(b, end=',')
+        a, b = b, a+b
+    print()
+
+if __name__ == "__main__":
+    print(__name__)
+    num = input('num :')
+    fib(int(num))    
+    
+print(globals())
+```
+
+# 模块的搜索路径
+
+Python 在导入模块时会按照一定的顺序搜索模块所在的位置。主要的搜索路径包括：
+1. **当前目录**：Python 首先在当前目录下查找要导入的模块
+2. **PYTHONPATH 环境变量**：包含一系列目录名，可以通过设置此环境变量来添加额外的模块搜索路径
+3. **标准库目录**：Python 安装时自带的标准库所在的目录
+4. **site-packages 目录**：第三方模块安装的默认位置
+
+可以通过以下方式查看和修改模块的搜索路径：
+
+```python
+import sys
+
+# 查看当前的模块搜索路径
+print(sys.path)
+
+# 添加自定义搜索路径
+sys.path.append('/path/to/your/modules')
+
+# 在搜索路径开头添加目录（优先级更高）
+sys.path.insert(0, '/path/to/your/modules')
+```
+
+**设置PYTHONPATH环境变量**：
+```bash
+# Linux/macOS
+export PYTHONPATH=/path/to/your/modules:$PYTHONPATH
+
+# Windows
+set PYTHONPATH=C:\path\to\your\modules;%PYTHONPATH%
+```
+
+注意事项：
+1. 不建议在代码中直接修改 `sys.path`，最好通过环境变量或安装包的方式管理模块路径
+2. 搜索路径的优先级按照 `sys.path` 列表中的顺序，越靠前优先级越高
+3. 在导入模块时，一旦在某个路径下找到了对应的模块，就会停止继续搜索
+
+
+# 编译python文件
+
+为了提高加载模块的速度，python 解释器会在`__pycache__`目录中下缓存每个模块编译后的版本，格式为：module.version.pyc。通常会包含 python 版本号。例如，在 CPython3.3 版本下，my_module.py 模块会被缓存成`__pycache__/my_module.cpython-33.pyc`。这种命名规范保证了编译后的结果多版本共存。
+
+# 包
+
+Python 包（Package）是一个包含 `__init__.py` 文件的目录，它用于组织和管理相关的Python模块。
+
+包的主要作用是提供一种命名空间的层次结构，使得大型项目中的模块组织更加清晰。在Python3中，虽然__init__.py文件不是必需的，但为了保持兼容性和明确目录是一个包，建议始终创建这个文件。包可以包含子包和模块，通过包的层次结构可以避免命名冲突，提高代码的可维护性和重用性。
+
+
+## 包的使用
+
+示例文件
+
+```python
+glance/                   # Top-level package
+├── __init__.py      # Initialize the glance package
+├── api                  # Subpackage for api
+│   ├── __init__.py
+│   ├── policy.py
+│   └── versions.py
+├── cmd                # Subpackage for cmd
+│   ├── __init__.py
+│   └── manage.py
+└── db                  # Subpackage for db
+    ├── __init__.py
+    └── models.py
+```
+
+文件内容
+
+```python
+#文件内容
+
+# policy.py
+def get():
+    print('from policy.py')
+
+# versions.py
+def create_resource(conf):
+    print('from version.py: ',conf)
+
+# manage.py
+def main():
+    print('from manage.py')
+
+# models.py
+def register_models(engine):
+    print('from models.py: ',engine)
+```
+
+## 使用 import 导入包
+
+```python
+import glance.db.models
+
+glance.db.models.register_models('mysql')
+```
+
+单独导入包名称时不会导入包中所有包含的所有子模块
+
+```python
+import glance
+# 在导入glance的时候会执行glance下的__init__.py中的代码
+glance.cmd.manage.main()
+```
+
+解决方法
+
+```python
+# glance/__init__.py
+from . import cmd
+
+# glance/cmd/__init__.py
+from . import manage
+```
+
+## 使用 from 导入包
+
+需要注意的是 from 后 import 导入的模块，必须是明确的一个不能带点，否则会有语法错误，如：`from a import b.c`是错误语法
+
+```python
+from glance.db import models
+from glance.db.models import register_models
+
+models.register_models('mysql')
+register_models('mysql')
+```
+
+`from glance.api import *`
+
+想从包api中导入所有，实际上该语句只会导入包api下 `__init__.py` 文件中定义的名字，我们可以在这个文件中定义`__all__`
+
+```python
+x = 10
+
+def func():
+    print('from api.__init.py')
+
+__all__= ['x','func','policy']
+```
+
+```python
+from glance.api import *
+
+func()
+print(x)
+policy.get()
+```
+
+# 绝对导入和相对导入
+
+**绝对导入**：以执行文件的 sys.path 为起始点开始导入。
+
+1. 优点：执行文件与被导入的模块中都可以使用
+2. 缺点：所有导入都是以 sys.path 为起始点,导入麻烦
+
+**相对导入**：参照当前所在文件的文件夹为起始开始查找，称之为相对导入
+
+1. 符号：`.`代表当前所在文件的文件加,`..`代表上一级文件夹,`...`代表上一级的上一级文件夹
+2. 优点：导入更加简单
+3. 缺点：只能在导入包中的模块时才能使用
+
+# 注意事项
+
+1. **包的命名规范**
+   - 包名应该简短、描述性强，全小写字母
+   - 避免使用Python保留字和标准库模块名
+   - 如果包名包含多个单词，建议使用下划线连接
+
+2. **循环导入问题**
+   - 避免模块之间的相互导入，这可能导致导入死锁
+   - 如果必须相互引用，可以考虑以下解决方案：
+     - 将导入语句移到函数内部（延迟导入）
+     - 重构代码结构，消除循环依赖
+     - 使用依赖注入模式
+
+3. **包的初始化顺序**
+   - `__init__.py` 文件在导入包时首先执行
+   - 避免在 `__init__.py` 中放置过多代码，保持简洁
+   - 初始化代码应该是幂等的（多次执行结果相同）
+
+4. **版本兼容性**
+   - 明确指定包的Python版本要求
+   - 使用条件导入处理不同Python版本的特性
+   - 在 `setup.py` 中声明依赖包的版本范围
+
+5. **包的安装和分发**
+   - 创建 `setup.py` 或 `pyproject.toml` 文件
+   - 包含必要的元数据（作者、版本、依赖等）
+   - 使用虚拟环境进行开发和测试
+   - 确保包的文档和示例代码完整
+
+6. **导入优化**
+   - 避免使用 `from module import *`，这会污染命名空间
+   - 将频繁使用的模块导入放在文件顶部
+   - 使用相对导入（.）时要注意包的层级关系
+
+7. **错误处理**
+   - 在导入时使用 try-except 处理可能的导入错误
+   - 为可选功能提供优雅的降级方案
+   - 提供清晰的错误信息和解决建议