Python程序结构:模块和包的组织与导入

简介: Python程序结构:模块和包的组织与导入

技术文档:Python程序结构


概述


Python是一种高级编程语言,具有简洁、易读的语法和丰富的标准库。为了提高代码的组织性和可复用性,Python引入了模块和包的概念。本文将介绍Python程序结构中的模块和包,以及它们的定义、导入方式和加载过程。

模块(Module)


定义


模块是包含一系列数据、函数、类的文件,通常以.py结尾。通过将相关的数据、函数、类组织在一起,模块能够使程序的逻辑结构更加清晰,并有利于多人合作开发。

导入


1.使用import语句将某模块整体导入到当前模块中。语法格式如下:

import 模块名
import 模块名 as 别名

通过模块名.成员的方式使用模块中的成员。


2.使用from import语句将模块内的一个或多个成员导入到当前模块的作用域中。语法格式如下:

from 模块名 import 成员名 [as 别名1]

可以直接使用成员名而无需使用模块名进行限定。


3.使用from import *语句将某模块的所有成员导入到当前模块。语法格式如下:

from 模块名 import *

需要注意的是,以下划线(_)开头的属性不会被导入,通常称这些成员为隐藏成员。


模块变量


在模块中,有一些特殊的变量可以用于获取模块相关的信息。

1.__all__变量:定义可导出成员,仅对from 模块 import *语句有效。

2.__doc__变量:文档字符串,用于描述模块的功能和使用方法。

3.__file__变量:模块对应的文件路径名。

4.__name__变量:模块自身的名字,可以判断是否为主模块。当一个模块作为主模块(第一个运行的模块)运行时,__name__绑定为'__main__';如果是被其他模块导入,则存储模块名。

加载过程


在模块导入时,模块的所有语句会执行。但如果一个模块已经导入过,则再次导入时不会重新执行模块内的语句。

包(Package)


定义


包是将模块以文件夹的形式进行分组管理的方式。通过将相关的模块组织在一起,包能够使程序的逻辑结构更加清晰。

导入

1.使用import语句导入包中的模块。语法格式如下:

import 包名.模块名 [as 模块新名]
import 包名.子包名.模块名 [as 模块新名]

2.使用from import语句导入包中的模块或成员。语法格式如下:

from 包名 import 模块名 [as 模块新名]
from 包名.子包名 import 模块名 [as 模块新名]
from 包名.子包名.模块名 import 成员名 [as 属性新名]

3.使用from import *语句导入包内的所有子包和模块。语法格式如下:

from 包名 import *
from 包名.模块名 import *

__init__.py文件

包内必须存在一个名为__init__.py的文件,它会在包加载时被自动调用。可以在__init__.py文件中执行一些初始化操作或者定义__all__变量来记录需要导入的模块。

案例说明


下面是一个案例,用来演示如何创建包与模块,并在不同模块之间进行调用。

1.创建如下结构的包与模块:

my_project /
    main.py
    common /
        __init__.py
        list_helper.py
    skill_system /
        __init__.py
        skill_deployer.py
        skill_manager.py

2.在main.py中调用skill_manager.py中的实例方法。

from skill_system import skill_manager
manager = skill_manager.SkillManager()
manager.run()

3.在skill_manager.py中调用skill_deployer.py中的实例方法。

from . import skill_deployer
deployer = skill_deployer.SkillDeployer()
deployer.deploy()

4.在skill_deployer.py中调用list_helper.py中的类方法。

from common import list_helper
helper = list_helper.ListHelper
helper.process()
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