Python 初学者的第九天（😀）本章主要以模块化（module）程序为主的内容...................

模块

模块化（module）程序设计理念：

“变量引起质变”是哲学中一个重要理论。本质上理解，随着数量增加，管理方式会发生本质的变化；旧的管理方式完全不适合，需要新的方式。

程序越是复杂，语句就越多。所以在管理时我们会将实现同一个功能的语句封装到函数中，统一管理和调用。

程序更加复杂，函数和变量更多了。同样的思想，我们将类型对象的“数据和行为”，也就是变量和函数放到一起统一管理和调用，于是产生了“类和对象”。

程序再复杂起来，那么我们将实现类似功能的函数和类统一管理，放到一个模块中。

Python 程序由模块组成，一个模块对应 python 源文件，一般后缀名是：.py
模块由语句组成。运行 Python 程序时，按照模块中语句的顺序依次执行。
语句是 Python 程序的构造单元，用于创建对象、变量赋值、调用函数、控制语句等

标准库模块（standard library）

与函数库类似，模块也分为标准模块和自定义模块。

Python 标准库提供了操作系统功能、网络通信、文本处理、文件处理、数学运算等基本的功能。比如：random（随机数）、math（数学运算）、time（事件处理）、file（文件处理）、os（操作系统交互）、sys（解释器交互）

另外，Python 还提供了其他第三方模块，使用方法和标准库类似。功能覆盖了很多领域。如：科学计算、WEB开发、大数据、人工智能、图新系统..

为什么需要模块化编程：

模块（module）对应于 Python 源代码文件（.py）。模块中可以定义变量、函数、类、普通语句。便于后期复用。

模块化编程（Modular Programminng）将一个任务分解成多个模块。每个模块负责一种功能，然后总和到一起。

优势：

协同开发时，将一个任务分解为多个模块，便于大规模编程
代码的复用
可维护性高

模块化编程的流程

设计 API，进行功能描述
编码实现 API 中描述的功能
在模块中编写测试代码，并消除全局代码
使用私有函数实现不被外部用户调用的模块函数。

模块API和功能描述要点：

API（Application Programming Interface，应用程序编程接口）是用于描述模块中提供的函数和类的功能描述和使用方法的描述

模块化编程中，首先设计的就是模块的 API（要实现的功能描述），然后开始是实现功能，最后在模块中导入并调试。

也可以通过 help(模块名)查看模块的API，先导入。

模块的导入

模块化设计的好处之一就是 “代码复用性高”。可以重复调用。模板的导入就是在自身模块中使用其他模块。

import 语句导入：

import语法格式：

import 模块名  # 导入一个
import 模块1，模块2...  # 导入多个
import 模块名 as 模块别名  # 导入并使用新名字

加载的模块分为四个通用类别：

使用 python 编写的代码（.py文件）
已被编译为共享库或 DLL 的 C 或 C++ 扩展
包好一组模块的包
使用 C 编写并链接到 python 解释器的内置模块

一般通过 import 语句实现模块的导入和使用，import 本质上是使用了内置函数 __import__()

当我们使用 import 导入一个模块时，python 解释器进行执行，最终会生成一个对象，这个对象就是代表了被加载的模块。

import math

print(type(math))  # <class 'module'>
print(id(math))  # 2334588745912
print(math.pi)  # 3.141592653589793

from...import 导入：

语法格式：

from 模块名 import 成员1，成员2...

如果要导入一个模块的所有成员：

from 模块名 import *

尽量避免 “from 模块名 import *” 写法， '*'号戴白哦导入模块中所有的不是以下划线开肉的名字，可能会覆盖掉一些别的方法。

区别：

import 导入的是一个模块，而 from...import 导入的是一个模块中的一个函数或类

__import__() 动态导入

import 语句本质上就是调用内部函数__import__()，通过它实现动态导入。给它传入不同的参数，就能导入不同模块

m = "math"
i = __import__(m)
print(i.pi)

动态导入一般使用 importlib 模块

import importlib
a = importlib.import_module("math")
print(a.pi)

模块加载问题：

一个模块无论导入多少次，这个模块在整个解释器进程内有且仅有一个实例对象。

包的概念

概念与结构：

当一个项目中有很多模块时，需要在进行组织。我们功能类似的模块放在一起，形成 “包”。本质上，“包”必须有一个 __init__.py 文件。结构如下：

包的小面可以包含模块，也可以再包含“子包（subpackage）”。如：

每个包中必须要包含 __init__.py 文件

导入包操作和本质

如果要导入 module_w1.py 格式：

import ex.ww.module_w1
from ex.ww import module_w1

导入包的本质就是导入了 __init__.py 文件。这样，可以在 __init__.py 中批量导入我们需要的模块。

核心作用：

作为包的标识，不能删除
用来实现模糊导入
导入包实质是执行 __init__.py 文件，可以在 __init__.py 文件中做这个包的初始虎啊、以及统一执行代码。

* 号导入详解

import * 这样的语句理论上是希望文件系统找出包中的所有子模块，然后导入。这会花费较长的时间。 Python 解决方案提供了一个明确的包索引。

这个索引由 __init__.py 定义 __all__ 变脸，该变量为列表。

这意味着 * 号导出的只能是在 all 中放入的子模块。

from .. import xxx ----> 代表上级目录 from . import xxx ----> 代表同级目录

`sys.path` 和模块搜索路径

当我们导入某个模块时，只有找到这个文件才能读取、装载运行该模块文件。一般都是按照顺序寻找：

内置模块
当前模块
程序的主目录
pathonpath 目录
标准链接库目录
第三方库目录
.pth 文件内容
sys.path.append()临时添加的目录

当任何一个 python 程序启动时，就会将以上搜索路径进行执行，放到 sys 模块的 path 属性中。

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