模块

• 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
• 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

  
  
• 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

使用模块

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 -*-
# 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
' a test module '
# 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
__author__ = 'Michael Liao'
# 以上就是Python模块的标准文件模板，当然也可以全部删掉不写，但是，按标准办事肯定没错

# 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
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()
# 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]
# 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

# 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!

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。

安装第三方模块

• 在Python中，安装第三方模块，是通过包管理工具pip完成的
• 注意：Mac或Linux上有可能并存Python 3.x和Python 2.x，因此对应的pip命令是pip3
• 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
# 有了Pillow，处理图片易如反掌。随便找个图片生成缩略图：
>>> from PIL import Image
>>> im = Image.open('test.png')
>>> print(im.format, im.size, im.mode)
PNG (400, 300) RGB
>>> im.thumbnail((200, 100))
>>> im.save('thumb.jpg', 'JPEG')

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/3.4/lib/python34.zip', '/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.4/lib/python3.4', '/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.4/lib/python3.4/plat-darwin', '/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.4/lib/python3.4/lib-dynload', '/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.4/lib/python3.4/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。