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• Python教程（一）：环境搭建及PyCharm安装
• Python 教程（二）：语法与数据结构
• Python 教程（三）：字符串特性大全
• Python 教程（四）：Python运算符合集
• Python 教程（五）：理解条件语句和循环结构
• Python 教程（六）：函数式编程
• Python 教程（七）：match…case 模式匹配
• Python 教程（八）：高级特性【高逼格代码】
• Python 教程（九）：内置模块与第三方模块

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前言

前面几章的代码我们都是新建一个 xxx.py文件来练习，但是随着代码越来越多，我们希望把一些代码分离出去，但是又能进行整合，这样及不会臃肿又可以让代码进行重用

Python 3 的模块系统是其核心特性之一，它允许你将代码组织成可重用的单元。为了编写可维护的代码，我们把很多函数分组，分别放到不同的文件里，在Python中，一个.py文件就称之为一个模块（Module）。

1. 模块基础

模块是 Python 中的一个文件，后缀.py，包含变量、函数和导入语句等。

• 创建模块：创建一个 .py 文件，文件名即模块名。
• 定义函数和变量：在模块文件中定义函数和变量。

目录结构

示例模块 mymodule.py

#!/usr/bin/env python3   #让这个文件可以直接在Unix/Linux/Mac上运行
# -*- coding: utf-8 -*-  #文件编码设置

'这是一段注释'

def greet(name):
    return f"Hello, {name}!"


PI = 3.14159

__name = 'ziyu'

# 私有变量
def __getname():
    return __name


def area(radius):
    return PI * radius ** 2

2. 导入模块

创建 module-test.py 文件， 使用 import 语句导入模块，并使用模块名访问其内容。

# 两层含义， 1.导入了mymodule模块，2.定义了mymodule变量
import mymodule  

print(mymodule.greet("张三"))
print(mymodule.PI)
circle = mymodule.area(5)
print(circle)

3. 从模块中导入特定内容

使用 from 关键字从模块中导入特定的函数、类或变量。

from mymodule import greet, PI

print(greet("Bob"))
print(PI)

3.1 from … import *

把一个模块的所有内容全都导入到当前的命名空间也是可行的，只需使用如下声明：

from mymodule import *

print(greet("张三"))
print(PI)

总结：

• 一个模块只会被导入一次，不管你执行了多少次 import。
• 类似__xxx__这样的变量是特殊变量
• 类似_xxx和__xxx这样的函数或变量就是非公开的（private），不应该被直接引用，比如_abc，__abc等；

4. 包

包是包含多个模块的目录，通常包含一个 __init__.py 文件, 解决的问题是 多模块中变量名冲突或者重复 , 包是一种管理 Python 模块命名空间的形式

• 创建包：创建一个目录，目录名即包名，并在目录中创建 __init__.py 文件。
• 导入包：可以导入整个包或包中的特定模块。

示例包结构

mypackage/
    __init__.py
    moduleone.py
    moduletwo.py
    package-test.py

moduleone.py

def hello():
    return 'module1'

moduletwo.py

def hello2():
    return 'module2'

__init__.py

from … import * 语句, 把一个模块的所有内容全都导入到当前的命名空间也是可行的

from moduleone import *
from moduletwo import *

导入包

创建package-test.py 文件 , 添加下面的内容

import mypackage

print(mypackage.hello())
print(mypackage.hello2())

5. 模块搜索路径

Python 解释器在导入模块时会搜索模块文件，搜索路径由 sys.path 列表定义。

• 查看搜索路径：打印 sys.path 可以查看模块搜索路径。
• 修改搜索路径：可以通过修改 sys.path 来添加新的搜索路径。

import sys
print(sys.path)
sys.path.append('/path/to/my/modules')

6. 内置模块

Python 提供了许多内置模块，无需安装即可使用。

• 常用内置模块：如 math、datetime、json 等。

示例

import math

print(math.sqrt(16))

7. 第三方库

第三方库是 Python 社区提供的扩展模块，需要安装后才能使用。

• 安装第三方库：通常使用 pip 工具安装。
• 使用第三方库：安装后即可导入使用。

pip install requests

import requests

response = requests.get('https://api.github.com')
print(response.json())

8. __name__ 属性

模块的 __name__ 属性用于判断模块是被直接运行还是被导入。

if __name__ == "__main__":
    print("这是模块是直接被运行的")
else:
    print("这个模块是被导入运行的")

9. 初始化和清理

atexit 是 Python 中的一个模块，它提供了一个简单的接口来注册一些函数，这些函数将在 Python 程序正常退出时被调用。这通常用于执行清理工作，比如保存状态、关闭文件、释放资源等。

以下是 atexit 模块的基本用法：

1. 注册函数：使用 atexit.register(func, *args, **kwargs) 来注册一个函数，该函数将在程序退出时被调用。func 是要注册的函数，*args 和 **kwargs 是传递给该函数的参数。

2. 程序退出：程序可以通过多种方式退出，包括正常退出（例如使用 sys.exit() 或程序达到末尾）或由于异常而退出。

3. 清理操作：使用 atexit 模块或 try...finally 结构。

示例

使用上面创建的 mypackage 包来测试

import mypackage

import atexit

def cleanup():
    print("执行清理工作...")

def main():
    print("程序开始执行。")
    # 注册清理函数
    atexit.register(cleanup)

    # 程序主逻辑 ---
    print(mypackage.hello())
    print(mypackage.hello2())


if __name__ == "__main__":
    main()

10. 模块的 __all__ 列表

__all__ 列表定义了模块中哪些名称会被 from module import * 导入。

__all__ = ['greet', 'PI', 'Circle']

总结

模块是 Python 代码组织的基础，通过合理使用模块，你可以编写更清晰、更可维护的代码。了解如何创建模块、导入模块、使用内置模块和第三方库是每个 Python 程序员的必备技能。希望这个梳理能帮助你更好地理解和使用 Python 3 的模块系统。如果你有任何问题或需要进一步的帮助，请随时联系我们。