python-包機制

Python中的Module是比較重要的概念。常見的情況是,事先寫好一個.py文 件,在另一個文件中需要import時,將事先寫好的.py文件拷貝 到當前目錄,或者是在sys.path中增加事先寫好的.py文件所在的目錄,然後import。這樣的做法,對於少數文件是可行的,但如果程序數目很多,層級很複雜,就很吃力了。

      有沒有辦法,像Java的Package一樣,將多個.py文件組織起來,以便在外部統一調用,和在內部互相調用呢?答案是有的。
主要是用到python的包的概念,python __init__.py在包裏起一個比較重要的作用。要弄明白這個問題,首先要知道,python在執行import語句時,到底進行了什麼操作,按照python的文檔,它執行了如下操作:

  • 第1步,創建一個新的,空的module對象(它可能包含多個module);

  • 第2步,把這個module對象插入sys.module中

  • 第3步,裝載module的代碼(如果需要,首先必須編譯)

  • 第4步,執行新的module中對應的代碼。


        在執行第3步時,首先要找到module程序所在的位置,其原理爲:


        如果需要導入的module的名字是m1,則解釋器必須找到m1.py,它首先在當前目錄查找,然後是在環境變量PYTHONPATH中查找。 PYTHONPATH可以視爲系統的PATH變量一類的東西,其中包含若干個目錄。如果PYTHONPATH沒有設定,或者找不到m1.py,則繼續搜索 與python的安裝設置相關的默認路徑,在Unix下,通常是/usr/local/lib/python。
事實上,搜索的順序是:當前路徑 (以及從當前目錄指定的sys.path),然後是PYTHONPATH,然後是python的安裝設置相關的默認路徑。正因爲存在這樣的順序,如果當前 路徑或PYTHONPATH中存在與標準module同樣的module,則會覆蓋標準module。也就是說,如果當前目錄下存在xml.py,那麼執 行import xml時,導入的是當前目錄下的module,而不是系統標準的xml。

        瞭解了這些,我們就可以先構建一個package,以普通module的方式導入,就可以直接訪問此package中的各個module了。

      Python中的package定義很簡單,其層次結構與程序所在目錄的層次結構相同,這一點與Java類似,唯一不同的地方在於,python中的package必須包含一個__init__.py的文件。
例如,我們可以這樣組織一個package:

package1/
    __init__.py
    subPack1/
        __init__.py
        module_11.py
        module_12.py
        module_13.py
    subPack2/
        __init__.py
        module_21.py
        module_22.py

……

__init__.py可以爲空,只要它存在,就表明此目錄應被作爲一個package處理。當然,__init__.py中也可以設置相應的內容,下文詳細介紹。

好了,現在我們在module_11.py中定義一個函數:

def funA():
     print "funcA in module_11"
     return

在頂層目錄(也就是package1所在的目錄,當然也參考上面的介紹,將package1放在解釋器能夠搜索到的地方)運行python:

>>>from package1.subPack1.module_11 import funcA
>>>funcA()
funcA in module_11

這樣,我們就按照package的層次關係,正確調用了module_11中的函數。

細心的用戶會發現,有時在import語句中會出現通配符*,導入某個module中的所有元素,這是怎麼實現的呢?
答案就在__init__.py中。我們在subPack1的__init__.py文件中寫

__all__ = ['module_13', 'module_12']

然後進入python
>>>from package1.subPack1 import *
>>>module_11.funcA()
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in 
ImportError: No module named module_11

也就是說,以*導入時,package內的module是受__init__.py限制的。

好了,最後來看看,如何在package內部互相調用。
如果希望調用同一個package中的module,則直接import即可。也就是說,在module_12.py中,可以直接使用
import module_11

如果不在同一個package中,例如我們希望在module_21.py中調用module_11.py中的FuncA,則應該這樣:
from module_11包名.module_11 import funcA

包機制
# a.py
def add_func(a,b):
return a+b
# b.py
from a import add_func # Also can be : import a

print ("Import add_func from module a")
print ("Result of 1 plus 2 is: ")
print (add_func(1,2)) # If using "import a" , then here should be "a.add_func"

module可以定義在包裏面.Python定義包的方式稍微有點古怪,假設我們有一個parent文件夾,該文件夾有一個child子文件夾.child中有一個module a.py . 如何讓Python知道這個文件層次結構?很簡單,每個目錄都放一個名爲_init_.py 的文件.該文件內容可以爲空.這個層次結構如下所示:
parent 
--__init_.py
--child
-- __init_.py
--a.py

b.py
那麼Python如何找到我們定義的module?在標準包sys中,path屬性記錄了Python的包路徑.你可以將之打印出來:
import sys

print(sys.path)
通常我們可以將module的包路徑放到環境變量PYTHONPATH中,該環境變量會自動添加到sys.path屬性.另一種方便的方法是編程中直接指定我們的module路徑到sys.path 中:

import sys
import os
sys.path.append(os.getcwd()+'\\parent\\child')
print(sys.path)
from a import add_func
print (sys.path)
print ("Import add_func from module a")
print ("Result of 1 plus 2 is: ")
print (add_func(1,2))


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