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一、模块化设计
①Python程序的组成
1. Python程序由模块组成。一个模块对应python源文件，一般后缀名是：.py。
2．模块由语句组成。运行Python程序时，按照模块中语句的顺序依次执行。
3．语句是Python程序的构造单元，用于创建对象、变量赋值、调用函数、控制语句等。
②为什么需要模块化设计
模块对应于Python源代码文件。模块中可以定义变量、函数、类、普通语句。这样，我们可以将一个Python程序分解成多个模块，便于后期的重复应用。
模块化编程将一个任务分解成多个模块。每个模块便于后期的反复使用和调用。
模块化编程有如下几个重要优势︰
1.便于将一个任务分解成多个模块，实现团队协同开发，完成大规模程序
2．实现代码复用。一个模块实现后，可以被反复调用。
3.可维护性增强。
③模块化编程的流程
模块化编程的一般流程︰
1.设计API，进行功能描述。
2.编码实现API中描述的功能。
3.在模块中编写测试代码，并消除全局代码。
4.使用私有函数实现不被外部客户端调用的模块函数。
④模块的API和功能描述要点
API(应用程序编程接口)是用于描述模块中提供的函数和类的功能描述和使用方式描述。
模块化编程中，首先设计的就是模块的API(即要实现的功能描述），然后开始编码实现API中描述的功能。最后，在其他模块中导入本模块进行调用。
我们可以通过help(模块名)查看模块的API。一般使用时先导入模块然后通过help函数查看。
⑤模块的创建和测试代码
每个模块都有一个名称，通过特殊变量_name_可以获取模块的名称。在正常情况下，模块名字对应源文件名。仅有一个例外，就是当一个模块被作为程序入口时(主程序、交互式提示符下），它的_name_的值为“_main_”。
这样在别的模块调用的时候不会调用测试的代码。
if __name__=="__main__":
测试代码⑥模块文档字符串和API设计
我们可以在模块的第一行增加一个文档字符串，用于描述模块的相关功能。然后，通过_doc_可以获得文档字符串的内容。
二、模块的导入
①import语句导入
import 语句的基本语法格式如下:
import 模块名 #导入一个模块
import 模块1,模块2... #导入多个模块
import 模块名 as 模块别名 #导入模块并使用新名字import加载的模块分为四个通用类别︰
1.使用python编写的代码(.py文件);
2.已被编译为共享库或DLL的C或C++扩展;
3.包好一组模块的包
4.使用C编写并链接到 python解释器的内置模块;
②from..import导入
Python中可以使用from...import 导入模块中的成员。基本语法格式如下∶
from 模块名 import 成员1，成员2，...如果希望导入一个模块中的所有成员，则可以采用如下方式:
from 模块名 import **表示导入模块中所有的不是以下划线(_)开头的名字都导入到当前位置。但你不知道你导入什么名字，很有可能会覆盖掉你之前已经定义的名字。而且可读性极其的差。一般生产环境中尽量避免使用。
③__import__()动态导入
import语句本质上就是调用内置函数_import__() ,我们可以通过它实现动态导入。给__import__.()动态传递不同的的参数值，就能导入不同的模块。
s="math"
a=__import__(s)
print(a.pi)
#结果为：3.141592653589793注意∶一般不建议我们自行使用__import__()导入，其行为在python2和python3中有差异，会导致意外错误。如果需要动态导入可以使用importlib模块。
import importlib
a = importlib.import_module("math")
print(a.pi)
#结果为：3.141592653589793④模块的加载
当导入一个模块时，模块中的代码都会被执行。不过，如果再次导入这个模块，则不会再次执行。导入模块更多的时候需要的是定义模块中的变量、函数、对象等。一个模块无论导入多少次，这个模块在整个解释器进程内有且仅有一个实例对象。
想要重新加载可以使用importlib里的reload。
import math
import importlib
a = importlib.reload(math) #必须要加载过的模块才能从新加载三、包
①包的结构
当一个项目中有很多个模块时，需要再进行组织。我们将功能类似的模块放到一起，形成了“包”。本质上，“包”就是一个必须有_init_.py的文件夹。
包下面可以包含“模块(module)”，也可以再包含“子包(subpackage)”。就像文件夹下面可以有文件，也可以有子文件夹一样。
②包的导入
1.import 包名.模块名
在使用时，必须加完整名称来引用，比如: 包名.模块名.函数名
2. from 包名 import 模块名
在使用时，直接可以使用模块名。比如 : 模块名.函数名
3. from 包名.模块名 import 函数名
直接导入函数在使用时，直接可以使用函数名。
【注】
1. from package import item这种语法中，item可以是包、模块，也可以是函数、类、变量。
2. import item1.item2这种语法中，item 必须是包或模块，不能是其他。
导入包的本质其实是 ”导入了包的__init__.py" 文件。也就是说,”import pack1" 意味着执行了包pack1下面的__init__ .py 文件。这样,可以在__init__.py 中批量导入我们需要的模块,而不再需要一个个导入。
__init__ .py 的三个核心作用：
1.作为包的标识,不能删除。
2.用来实现模糊导入
3.导入包实质是执行_ init_ .py 文件,可以在_ init_ .py 文件中做这个包的初始化、以及需要统一执行代码。
③用*导入包
import *这样的语句理论上是希望文件系统找出包中所有的子模块,然后导入它们。
这可能会花长时间等。Python 解决方案是提供一个明确的包索引。这个索引由__init__.py 定义__all__变量， 该变量为列表。
④包内引用
如果是子包内的引用,可以按相对位置引入子模块以aa包下的
module_ AA中导入a包下内容为例:
from .. import 模块名 #..表示上级目录 .表示同级目录
from . import 模块名⑤sys.path和模块搜索路径
当我们导入某个模块文件时，Python 解释器去哪里找这个文件呢?只有找到这个文件才能读取、装载运行该模块文件。它- -般按照如下路径寻找模块文件(按照顺序寻找,找到即停不继续往下寻找) :
1.内置模块.
2.当前目录
3.程序的主目录
4. pythonpath目录(如果已经设置了pythonpath路径)
5.标准链接库目录
6.第三方库目录( site-packages目录)
7. .pth文件的内容(如果存在的话)
8. sys.path.append()临时添加的目录
当任何一个python程序启动时就将上面这些搜索路径(除内置模块以外的路径)进行收集放到sys模块的path属性中( sys.path )
四、模块发布和安装
①模块的本地发布
当我们完成了某个模块开发后, 可以将他对外发布,其他开发者也可以以”第三方扩展库”的方式使用我们的模块。我们按照如下步骤即可实现模块的发布:
1.为模块文件创建文件夹(一般,文件夹的名字和模块的名字一样) :
| 文件夹 | 包 | __init__.py |
| demo1.py | ||
| demo2.py | ||
| setup.py | ||
2.在文件夹中创建一个名为setup.py的文件
from distutils.core import setup
setup(
name="模块名",
version='1.0',
description="描述",
author="作者",
author_email='邮箱',
py_modules=['包名.模块名1','包名.模块名2'] #要发布的模块
)3.构建一个发布文件。通过终端，cd到模块文件夹内,再键入命令:
执行完毕后,目录结构变为:
| 文件夹 | 包 | __init__.py |
| demo1.py | ||
| demo2.py | ||
| 文件夹（dist） | 包名-版本.tar.gz | |
| setup.py | ||
| MANIFEST | ||
②本地安装模块
将发布安装到你的本地计算机上。仍在cmd命令行模式下操作,进setup.py所在目录，键入命令:
安装成功后, 我们进入python目录/Lib/site-packages目录(第三方模块都安装的这里,python解释器执行时也会搜索这个路径)
③上传模块到PyPI上
·创建用户信息文件.pypirc
方式1 :使用命令(适用Linux)
输入并执行后
然后输入用户名和密码,即可。
方式2 :使用文件(适用windows,Linux )
在用户的家目录里创建一个文件名为.pypirc, 内容为:
[注]
Linux的家目录： ~/.pypirc
Windows的家目录是：c:/user/用户名
在windows下直接创建不包含文件名的文件会失败, 因此创建时文件名为".pypirc." ,前后都有两个点即可。
·上传并远程发布
进入setup.py文件所在目录,使用命令
即可以将模块代码上传并发布
·让别人使用你的模块
模块发布完成后,其他人只需要使用pip就可以安装你的模块文件。
如果你更新了模块,别人可以可以通过--update参数来更新
