python 小白(無編程基礎，無計算機基礎)的開發之路 輔助知識2 模塊
一、模塊和命名空間
一般來說，Python程序往往由多個模塊文件構成，通過import語句連接在一起。每個模塊文件是一個獨立完備的變量包，即一個命名空間。一個模塊文件不能看到其他文件定義的變量名，除非它顯示地導入了那個文件，所以模塊文件在代碼文件中起到了最小化命名沖突的作用。因為每個文件都是一個獨立完備的命名空間，即使在他們拼寫相同的情況下，一個文件的變量名是不會與另一個文件中的變量沖突的。
註意：import VS from：應該指出，from語句在某種意義上戰勝了模塊的名稱空間分割的目的，因為from把變量從一個文件復制到另一個文件，這可能導致在導入的文件中相同名稱的變量被覆蓋(並且，如果發生這種情況的話，不會為你給出警告)。這根本上會導致名稱空間重疊到一起，至少在復制的變量上會重疊。
二、模塊介紹
模塊：用來從邏輯上組織Python代碼（變量，函數，類，邏輯：實現一個功能），本質就是.py結尾的Python文件（文件名：test.py，對應的模塊名：test）
包：用來從邏輯上組織模塊的，本質就是一個目錄（必須帶有一個__init__.py文件）
模塊分類：
內置模塊
自定義模塊
第三方模塊（需要安裝才能使用）
註意：Python中的模塊，在其他語言中叫做類庫。
三、模塊導入和重載
導入和重載提供了一種自然的程序啟動的選擇，因為導入操作將會在最後一步執行文件。
在典型的應用中，導入者得到了模塊文件中在頂層所定義的所有變量名。這些變量名通常被賦值給通過模塊函數、類、變量以及其他被導出的工具。這些往往都會在其他文件或程序中使用。表面上來看，一個模塊文件的變量名可以通過兩個Python語句讀取--import和from，以及reload調用。
3.1、模塊的顯要特性：屬性
從一般意義上來說，模塊往往就是變量名的封裝，被認作是命名空間。在一個包中的變量名就是所謂的屬性：也就是說，屬性就是綁定在特定的對象上的變量名。
舉個例子，使用文本編輯器創建一個名為myfile.py的單行的Python模塊文件，其內容如下：
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# cat myfile.py
#!/usr/bin/env python3.5
title = "The Meaning of Life"
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當文件導入時，它的代碼運行並生成了模塊的屬性。這個賦值語句創建了一個名為title的模塊的屬性。
可以通過兩種不同的方法從其他組件獲得這個模塊的title屬性：
第一種，可以通過使用import語句將模塊作為一個整體載入，並使用模塊名後跟一個屬性名來獲取它：
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>>> import myfile
>>> print(myfile.title)
The Meaning of Life
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一般來說，這裏的點號表達式代表了object.attribute的語法，可以從任何的object中取出其任意的屬性，並且這是Python代碼中的一個常用操作。在這裏，我們已經使用了它去獲取在模塊myfile中的一個字符串變量title，即myfile.titile。
註意：一旦以import方法導入模塊文件，內置的dir函數可以獲得模塊內部的可用的變量名的列表。
第二種，可以通過from語句從模塊文件中獲得(實際上是復制)變量名：(推薦)
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>>> from myfile import title
>>> print(title)
The Meaning of Life
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from和import很相似，只不過增加了對載入組件的變量名的額外的賦值。從技術上講，from復制了模塊的屬性，以便屬性能夠成為接收者的直接變量。因此，能夠直接以title(一個變量)引用導入字符串而不是myfile.title(一個屬性引用)。
無論使用的是import還是from去執行導入操作，模塊文件myfile.py的語句都會執行，並且導入的組件(對應這裏是交互式提示模式)在頂層文件中得到了變量名的讀取權。也許在這個簡單的例子中只有一個變量名(變量title被賦值給一個字符串)，但是如果開始在模塊中定義對象，例如，函數和類時，這個概念將會很有用。這樣一些對象就變成了可重要的組件，可以通過變量名被一個或多個客戶端模塊讀取。
在實際應用中，模塊文件往往定義了一個以上的可被外部文件使用的變量名。
註意：import和from列出模塊名時，都是使用myfile，沒有.py後綴。這是因為Python在尋找實際文件時，依靠Python模塊搜索的路徑定位文件，找到後自動中加入後綴名。然而，系統shell命令行中，一定要記得加上後綴名，但是import語句中則不用。
3.2、導入模塊的所有方法：
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import module_name #表示將模塊中的所有代碼加載到這個位置並賦值給變量module_name，並執行模塊
import libs.module_name #表示從libs目錄下導入模塊文件module_name，調用方法：libs.module_name.func()
import module1_name,module2_name #同時導入多個模塊
from module_name import login,logout #相當於將module_name\login中的代碼拿到當前位置執行
from module_name import login as module_name_login #對導入模塊中的方法取別名
from libs.module_name import func #從目錄下的模塊文件中導入方法func，調用：func()
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import本質：
導入模塊的本質就是把Python文件解釋一遍。
導入包的本質就是執行該包下的__init__.py文件。
導入優化：
from module_name import login
相比較import module_name，調用時module_name.test()，每次調用時都需要在os.path路徑中檢索導致效率降低，所以使用from...import...導入，這樣相當於將方法直接拿到調用者中執行。
示例
3.3、import如何工作
導入其實是運行時的運算，程序第一次導入指定文件時，會執行三個步驟：
a、找到模塊文件
b、編譯成位碼（需要時）
c、執行模塊的代碼來創建其所定義的對象
這三個步驟只在程序執行時，模塊第一次導入時才會進行。在這之後，導入相同模塊時，會跳過這三個步驟，而只提取內存中已加載的模塊對象。python把載入的模塊存儲到一個名為sys.modules的表中（list(sys.modules.keys())），並在一次導入操作的開始檢查該表。如果模塊不存在，將會啟動一個三個步驟的過程。
a、搜索
首先，Python必須查找到import語句所引用的模塊文件。事實上，路徑和後綴是刻意省略掉的，因為Python使用了標準模塊搜索路徑來找出import語句所對應的模塊文件。
Python的模塊查找路徑：
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import sys
for item in sys.path:
print(item)
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Python模塊的查找順序：
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依次從上往下查找（上面的優先，且不再搜索後續路徑），如果都沒有找到，就報錯。
D:\oldboy\s14\day5 #執行腳本所在目錄
D:\oldboy\s14 #忽略這個目錄，因為這個目錄是因為pycharm自行添加的
C:\Users\chen\AppData\Local\Programs\Python\Python35\python35.zip
C:\Users\chen\AppData\Local\Programs\Python\Python35\DLLs
C:\Users\chen\AppData\Local\Programs\Python\Python35\lib
C:\Users\chen\AppData\Local\Programs\Python\Python35
C:\Users\chen\AppData\Local\Programs\Python\Python35\lib\site-packages
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註意：sys.path返回的結果是一個列表，當我們需要添加路徑時，只需要向列表中追加即可。
修改Python的模塊查找路徑：
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示例：__file__表示當前文件
sys.path.append(os.path.dirname(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__))))
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模塊文件選擇：
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 |
文件名的後綴（例如，.py）是刻意從import語句中省略的。Python會選擇在搜索路徑中第一個符合導入文件名的文件。例如，import b形式的import敘述可能會加載。
源代碼文件b.py
字節碼文件b.pyc
目錄b，包導入
編譯擴展模塊（通常用C或C++編寫），導入時使用動態連接（例如，Linux的b.so以及windows的b.dll）
用C編寫的編譯好的內置模塊，並通過靜態連接至Python。
ZIP文件組件，導入時會自動解壓縮。
內存內映像，對於frozen可執行文件。
java類，在jython版本的Python中。
.NET組件，在IronPython版本的Python中。
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b、編譯（可選）
遍歷模塊搜索路徑，找到符合import語句的源代碼文件後，如果有必要的話，Python接下來會將其編譯成字節碼。
Python會檢查文件的時間戳，如果發現字節碼文件比源代碼文件舊（例如，如果你修改過源文件），就會在程序運行時自動重新生成字節代碼。否則，就會跳過源代碼到字節碼的編譯步驟。
c、運行
import操作的最後步驟是執行模塊的字節碼。文件中所有語句會依次執行，從頭到尾，而此步驟中任何對變量名的賦值運算，都會產生所得到的模塊文件的屬性。因此，這個執行步驟會生成模塊代碼所定義的所有工具。例如，文件中的def語句會在導入時執行，來創建函數，並將模塊內的屬性賦值給那些函數。之後，函數就能被程序中這個文件的導入者來調用。
3.4、重載
在默認情況下，只是在每次會話的第一次運行。在第一次導入之後，其他的導入都不會再工作，甚至在另一個窗口中改變並保存了模塊的源代碼文件也不行。
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$ cat script1.py
#!/usr/bin/env python3
print(‘hello world‘)
$ python3
>>> import script1 # 第一次導入操作完成後，會執行文件
hello world
>>> import script1 # 第二次導入不會執行
>>>
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因為導入時一個開銷很大的操作，以至於每個文件、每個程序運行不能夠重復多於一次。導入必須找到文件，將其編譯成字節碼，並且運行代碼。
但是，如果真的想要Python在同一次會話中再次運行文件（不停止和重新啟動會話），需要調用imp標準庫模塊中可用的reload函數。reload函數載入並運行了文件最新版本的代碼，如果已經在另一個窗口中修改並保存了它，那將反應出修改變化。
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>>> from imp import reload
>>> reload(script1)
hello world
<module ‘script1‘ from ‘/home/chen/script1.py‘>
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python 小白(無編程基礎，無計算機基礎)的開發之路 輔助知識2 模塊