本文主要是介绍Python 模块，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

Python 模块

• 1. 模块简介
• 2. 使用模块
• 3. 作用域
• 4. 安装第三方模块
• 5. 模块搜索路径

1. 模块简介

在计算机程序的开发过程中，随着程序代码越写越多，在一个文件里代码就会越来越长，越来越不容易维护。

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，这样，每个文件包含的代码就相对较少，很多编程语言都采用这种组织代码的方式。在Python中，一个 .py 文件就称之为一个模块（Module）。

使用模块还可以避免函数名和变量名冲突。相同名字的函数和变量完全可以分别存在不同的模块中，因此，我们自己在编写模块时，不必考虑名字会与其他模块冲突。但是也要注意，尽量不要与内置函数名字冲突。

为了避免模块名冲突，Python又引入了按目录来组织模块的方法，称为包（Package）。

举个例子，一个 abc.py 的文件就是一个名字叫 abc 的模块，一个 xyz.py 的文件就是一个名字叫 xyz 的模块。

现在，假设我们的 abc 和 xyz 这两个模块名字与其他模块冲突了，于是我们可以通过包来组织模块，避免冲突。方法是选择一个顶层包名，比如 mycompany，按照如下目录存放：

引入了包以后，只要顶层的包名不与别人冲突，那所有模块都不会与别人冲突。现在， abc.py 模块的名字就变成了 mycompany.abc，类似的，xyz.py 的模块名变成了 mycompany.xyz。

请注意，每一个包目录下面都会有一个 __init__.py 的文件，这个文件是必须存在的，否则，Python就把这个目录当成普通目录，而不是一个包。__init__.py 可以是空文件，也可以有Python代码，因为 __init__.py 本身就是一个模块，而它的模块名就是 mycompany。

类似的，可以有多级目录，组成多级层次的包结构。比如如下的目录结构：

文件 www.py 的模块名就是 mycompany.web.www，两个文件 utils.py 的模块名分别是 mycompany.utils 和 mycompany.web.utils。

注意： 自己创建模块时要注意命名，不能和Python自带的模块名称冲突。例如，系统自带了sys模块，自己的模块就不可命名为sys.py，否则将无法导入系统自带的sys模块。

创建自己的模块时，要注意：

• 模块名要遵循Python变量命名规范，不要使用中文、特殊字符；
• 模块名不要和系统模块名冲突，最好先查看系统是否已存在该模块，检查方法是在Python交互环境执行import abc，若成功则说明系统存在此模块。

2. 使用模块

Python本身就内置了很多非常有用的模块，只要安装完毕，这些模块就可以立刻使用。

我们以内建的 sys 模块为例，编写一个 hello 的模块：

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

' a test module '

__author__ = 'Michael Liao'

import sys

def test():
    args = sys.argv
    if len(args)==1:
        print('Hello, world!')
    elif len(args)==2:
        print('Hello, %s!' % args[1])
    else:
        print('Too many arguments!')

if __name__=='__main__':
    test()

第1行和第2行是标准注释，
第1行注释可以让这个 hello.py 文件直接在Unix/Linux/Mac上运行，
第2行注释表示.py文件本身使用标准UTF-8编码；

第4行是一个字符串，表示模块的文档注释，任何模块代码的第一个字符串都被视为模块的文档注释；

第6行使用 __author__ 变量把作者写进去，这样当你公开源代码后别人就可以瞻仰你的大名；

以上就是Python模块的标准文件模板。

后面开始就是真正的代码部分：

使用 sys 模块的第一步，就是导入该模块：

import sys

导入 sys 模块后，我们就有了变量 sys 指向该模块，利用 sys 这个变量，就可以访问 sys 模块的所有功能。

sys 模块有一个 argv 变量，用 list 存储了命令行的所有参数。argv 至少有一个元素，因为第一个参数永远是该 .py 文件的名称，例如：

运行 python3 hello.py 获得的 sys.argv 就是 ['hello.py']；

运行 python3 hello.py Michael 获得的 sys.argv 就是 ['hello.py', 'Michael']。

最后，注意到这两行代码：

if __name__=='__main__':
    test()

当我们在命令行运行 hello 模块文件时，Python解释器把一个特殊变量 __name__ 置为 __main__，而如果在其他地方导入该 hello 模块时，if 判断将失败，因此，这种 if 测试可以让一个模块通过命令行运行时执行一些额外的代码，最常见的就是运行测试。

我们可以用命令行运行hello.py看看效果：

$ python3 hello.py
Hello, world!
$ python hello.py Michael
Hello, Michael!

如果启动Python交互环境，再导入 hello 模块：

$ python3
Python 3.4.3 (v3.4.3:9b73f1c3e601, Feb 23 2015, 02:52:03) 
[GCC 4.2.1 (Apple Inc. build 5666) (dot 3)] on darwin
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> import hello
>>>

导入时，没有打印 Hello, word!，因为没有执行 test() 函数。

调用 hello.test() 时，才能打印出 Hello, word!：

>>> hello.test()
Hello, world!

3. 作用域

在一个模块中，我们可能会定义很多函数和变量，但有的函数和变量我们希望给别人使用，有的函数和变量我们希望仅仅在模块内部使用。在Python中，是通过 _ 前缀来实现的。

正常的函数和变量名是公开的（public），可以被直接引用，比如：abc，x123，PI等；

类似 __xxx__ 这样的变量是特殊变量，可以被直接引用，但是有特殊用途，比如上面的 __author__，__name__ 就是特殊变量，hello 模块定义的文档注释也可以用特殊变量 __doc__ 访问，我们自己的变量一般不要用这种变量名；

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；

之所以我们说，private 函数和变量“不应该”被直接引用，而不是“不能”被直接引用，是因为Python并没有一种方法可以完全限制访问 private 函数或变量，但是，从编程习惯上不应该引用 private 函数或变量。

private 函数或变量不应该被别人引用，那它们有什么用呢？请看例子：

def _private_1(name):
    return 'Hello, %s' % name

def _private_2(name):
    return 'Hi, %s' % name

def greeting(name):
    if len(name) > 3:
        return _private_1(name)
    else:
        return _private_2(name)

我们在模块里公开 greeting() 函数，而把内部逻辑用 private 函数隐藏起来了，这样，调用 greeting() 函数不用关心内部的 private 函数细节，这也是一种非常有用的代码封装和抽象的方法，即：

外部不需要引用的函数全部定义成 private，只有外部需要引用的函数才定义为 public。

4. 安装第三方模块

一般来说，第三方库都会在Python官方的 pypi.python.org 网站注册，要安装一个第三方库，必须先知道该库的名称，可以在官网或者 pypi 上搜索，比如 Pillow 的名称叫 Pillow，因此，安装 Pillow 的命令就是：

pip install Pillow

5. 模块搜索路径

当我们试图加载一个模块时，Python会在指定的路径下搜索对应的 .py 文件，如果找不到，就会报错：

>>> import mymodule
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ImportError: No module named mymodule

默认情况下，Python解释器会搜索当前目录、所有已安装的内置模块和第三方模块，搜索路径存放在 sys 模块的 path 变量中：

>>> import sys
>>> sys.path
['', '/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.6/lib/python36.zip', '/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.6/lib/python3.6', ..., '/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.6/lib/python3.6/site-packages']

如果我们要添加自己的搜索目录，有两种方法：

一是直接修改 sys.path，添加要搜索的目录：

>>> import sys
>>> sys.path.append('/Users/michael/my_py_scripts')

这种方法是在运行时修改，运行结束后失效。

第二种方法是设置环境变量 PYTHONPATH，该环境变量的内容会被自动添加到模块搜索路径中。设置方式与设置 Path 环境变量类似。注意只需要添加你自己的搜索路径，Python 自己本身的搜索路径不受影响。

学习地址：廖雪峰的官方网站

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