Python面向对象之模块和包（五）
模块和包
目标
模块
包
发布模块
01. 模块
1.1 模块的概念
模块是 Python 程序架构的一个核心概念
- 每一个以扩展名 py 结尾的 Python 源代码文件都是一个 模块
- 模块名 同样也是一个 标识符，需要符合标识符的命名规则
- 在模块中定义的 全局变量 、函数、类 都是提供给外界直接使用的 工具
- 模块 就好比是 工具包，要想使用这个工具包中的工具，就需要先 导入 这个模块
1.2 模块的两种导入方式
1）import 导入
import 模块名1, 模块名2
提示：在导入模块时，每个导入应该独占一行
import 模块名1
import 模块名2
导入之后，通过 模块名. 使用 模块提供的工具 —— 全局变量、函数、类
如果模块的名字太长，可以使用 as 指定模块的名称，以方便在代码中的使用（使用 as 指定模块的别名）
import 模块名1 as 模块别名
注意：模块别名 应该符合 大驼峰命名法
2）from…import 导入
如果希望 从某一个模块 中，导入 部分 工具，就可以使用 from … import 的方式
import 模块名 是 一次性 把模块中 所有工具全部导入，并且通过 模块名/别名 访问
# 从 模块 导入 某一个工具
from 模块名1 import 工具名
导入之后不需要 通过 模块名.
可以直接使用 模块提供的工具 —— 全局变量、函数、类
注意
如果 两个模块，存在 同名的函数，那么 后导入模块的函数，会 覆盖掉先导入的函数
开发时 import 代码应该统一写在 代码的顶部，更容易及时发现冲突
一旦发现冲突，可以使用 as 关键字 给其中一个工具起一个别名
from...import *（知道）
# 从 模块 导入 所有工具
from 模块名1 import *
注意
这种方式不推荐使用，因为函数重名并没有任何的提示，出现问题不好排查
搜索路径
当你导入一个模块，Python 解析器对模块位置的搜索顺序是：
1、当前目录
2、如果不在当前目录，Python 则搜索在 shell 变量 PYTHONPATH 下的每个目录。
3、如果都找不到，Python会察看默认路径。UNIX下，默认路径一般为/usr/local/lib/python/。
模块搜索路径存储在 system 模块的 sys.path 变量中。变量里包含当前目录，PYTHONPATH和由安装过程决定的默认目录。
PYTHONPATH 变量
作为环境变量，PYTHONPATH 由装在一个列表里的许多目录组成。PYTHONPATH 的语法和 shell 变量 PATH 的一样。
在 Windows 系统，典型的 PYTHONPATH 如下：
set PYTHONPATH=c:\python27\lib;
在 UNIX 系统，典型的 PYTHONPATH 如下：
set PYTHONPATH=/usr/local/lib/python
_name_ 属性
_name_ 属性可以做到，测试模块的代码 只在测试情况下被运行，而在 被导入时不会被执行！
name 是 Python 的一个内置属性，记录着一个 字符串
如果 是被其他文件导入的，_name_ 就是 模块名
如果 是当前执行的程序 _name_ 是 _main_
在很多 Python 文件中都会看到以下格式的代码：
# 导入模块
# 定义全局变量
# 定义类
# 定义函数
# 在代码的最下方
def main():
# ...
pass
# 根据 __name__ 判断是否执行下方代码
if __name__ == "__main__":
main()
命名空间和作用域
变量是拥有匹配对象的名字（标识符）。命名空间是一个包含了变量名称们（键）和它们各自相应的对象们（值）的字典。
一个 Python 表达式可以访问局部命名空间和全局命名空间里的变量。如果一个局部变量和一个全局变量重名，则局部变量会覆盖全局变量。
每个函数都有自己的命名空间。类的方法的作用域规则和通常函数的一样。
Python 会智能地猜测一个变量是局部的还是全局的，它假设任何在函数内赋值的变量都是局部的。
因此，如果要给函数内的全局变量赋值，必须使用 global 语句。
global VarName 的表达式会告诉 Python， VarName 是一个全局变量，这样 Python 就不会在局部命名空间里寻找这个变量了。
例如，我们在全局命名空间里定义一个变量 Money。我们再在函数内给变量 Money 赋值，然后 Python 会假定 Money 是一个局部变量。然而，我们并没有在访问前声明一个局部变量 Money，结果就是会出现一个 UnboundLocalError 的错误。取消 global 语句前的注释符就能解决这个问题。
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
Money = 2000
def AddMoney():
# 想改正代码就取消以**释:
# global Money
Money = Money + 1
print Money
AddMoney()
print Money
dir()函数
dir() 函数一个排好序的字符串列表，内容是一个模块里定义过的名字。
返回的列表容纳了在一个模块里定义的所有模块，变量和函数。如下一个简单的实例：
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
# 导入内置math模块
import math
content = dir(math)
print content;
以上实例输出结果：
['__doc__', '__file__', '__name__', 'acos', 'asin', 'atan',
'atan2', 'ceil', 'cos', 'cosh', 'degrees', 'e', 'exp',
'fabs', 'floor', 'fmod', 'frexp', 'hypot', 'ldexp', 'log',
'log10', 'modf', 'pi', 'pow', 'radians', 'sin', 'sinh',
'sqrt', 'tan', 'tanh']
在这里，特殊字符串变量__name__指向模块的名字，__file__指向该模块的导入文件名。
globals() 和 locals() 函数
根据调用地方的不同，globals() 和 locals() 函数可被用来返回全局和局部命名空间里的名字。
如果在函数内部调用 locals()，返回的是所有能在该函数里访问的命名。
如果在函数内部调用 globals()，返回的是所有在该函数里能访问的全局名字。
两个函数的返回类型都是字典。所以名字们能用 keys() 函数摘取。
reload() 函数
当一个模块被导入到一个脚本，模块顶层部分的代码只会被执行一次。
因此，如果你想重新执行模块里顶层部分的代码，可以用 reload() 函数。该函数会重新导入之前导入过的模块。语法如下：
reload(module_name)
在这里，module_name要直接放模块的名字，而不是一个字符串形式。比如想重载 hello 模块，如下：
reload(hello)
Python中的包
包是一个分层次的文件目录结构，它定义了一个由模块及子包，和子包下的子包等组成的 Python 的应用环境。
简单来说，包就是文件夹，但该文件夹下必须存在 _init_.py 文件, 该文件的内容可以为空。_init_.py 用于标识当前文件夹是一个包。
考虑一个在 package_runoob 目录下的 runoob1.py、runoob2.py、_init_.py 文件，test.py 为测试调用包的代码，目录结构如下：
test.py
package_runoob
|-- __init__.py
|-- runoob1.py
|-- runoob2.py
源代码如下：
package_runoob/runoob1.py
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
def runoob1():
print "I'm in runoob1"
package_runoob/runoob2.py
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
def runoob2():
print "I'm in runoob2"
现在，在 package_runoob 目录下创建 _init_.py：
package_runoob/__init__.py
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
if __name__ == '__main__':
print '作为主程序运行'
else:
print 'package_runoob 初始化'
然后我们在 package_runoob 同级目录下创建 test.py 来调用
package_runoob 包
test.py
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
# 导入 Phone 包
from package_runoob.runoob1 import runoob1
from package_runoob.runoob2 import runoob2
runoob1()
runoob2()
以上实例输出结果：
package_runoob 初始化
I'm in runoob1
I'm in runoob2
如上，为了举例，我们只在每个文件里放置了一个函数，但其实你可以放置许多函数。你也可以在这些文件里定义Python的类，然后为这些类建一个包。
03. 发布模块（知道）
如果希望自己开发的模块，分享 给其他人，可以按照以下步骤操作
3.1 制作发布压缩包步骤
- 创建 setup.py
setup.py 的文件
from distutils.core import setup
setup(name="hm_message", # 包名
version="1.0", # 版本
description="itheima's 发送和接收消息模块", # 描述信息
long_description="完整的发送和接收消息模块", # 完整描述信息
author="itheima", # 作者
author_email="[email protected]", # 作者邮箱
url="www.itheima.com", # 主页
py_modules=["hm_message.send_message",
"hm_message.receive_message"])
有关字典参数的详细信息，可以参阅官方网站：
https://docs.python.org/2/distutils/apiref.html
2) 构建模块
$ python3 setup.py build
3) 生成发布压缩包
$ python3 setup.py sdist
注意：要制作哪个版本的模块，就使用哪个版本的解释器执行！
3.2 安装模块
$ tar -zxvf hm_message-1.0.tar.gz
$ sudo python3 setup.py install
卸载模块
直接从安装目录下，把安装模块的 目录 删除就可以
$ cd /usr/local/lib/python3.5/dist-packages/
$ sudo rm -r hm_message*
3.3 pip 安装第三方模块
第三方模块 通常是指由 知名的第三方团队 开发的 并且被 程序员广泛使用 的 Python 包 / 模块
例如 pygame 就是一套非常成熟的 游戏开发模块
pip 是一个现代的，通用的 Python 包管理工具
提供了对 Python 包的查找、下载、安装、卸载等功能
安装和卸载命令如下：
# 将模块安装到 Python 2.x 环境
$ sudo pip install pygame
$ sudo pip uninstall pygame
# 将模块安装到 Python 3.x 环境
$ sudo pip3 install pygame
$ sudo pip3 uninstall pygame
在 Mac 下安装 iPython
$ sudo pip install ipython
在 Linux 下安装 iPython
$ sudo apt install ipython
$ sudo apt install ipython3