《学习 Python》第 5 版

第 22 章 模块 模块：全貌

本作品已使用人工智能进行翻译。欢迎您提供反馈和意见：[e-mail]

本章开始深入了解 Python模块--最高级别的程序组织单元，它将程序代码和数据打包以便重复使用，并提供自足的命名空间，最大限度地减少程序中的变量名冲突。具体来说，模块通常对应于 Python 程序文件。每个文件都是一个模块，模块导入其他模块以使用它们定义的名称。模块也可能对应于用 C、Java 或 C# 等外部语言编码的扩展，甚至是包导入中的目录。模块由两条语句和一个重要函数处理：

import

让客户端（导入器）获取模块的整体内容

from

允许客户端从模块中获取特定的名称

imp.reload ( in 2.X)reload

提供了一种无需停止 Python 就能重新加载模块代码的方法

第 3 章介绍了模块的基本原理，从那时起我们就一直在使用它们。这里的目标是扩展你已经熟悉的核心模块概念，并继续探索更高级的模块用法。第一章回顾了模块基础知识，并概述了模块在整个程序结构中的作用。在接下来的章节中，我们将深入探讨理论背后的编码细节。

在学习过程中，我们将充实迄今为止遗漏的模块细节--你将了解重载、__name__ 和__all__ 属性、包导入、相对导入语法、3.3 命名空间包等等。因为模块和类实际上就是美化了的命名空间，所以我们还将在这里正式介绍命名空间的概念。

为什么使用模块？

简而言之，模块提供了一种将组件组织到系统中的简便方法，它是被称为命名空间的自足变量包。所有在模块文件顶层定义的名称都会成为导入模块对象的属性。正如我们在本书最后一部分所看到的，导入可以访问模块全局范围内的名称。也就是说，当模块对象被导入时，模块文件的全局作用域就变成了模块对象的属性名称空间。最终，Python 的模块允许我们将单个文件连接到一个更大的程序系统中。

更具体地说，模块至少有三种作用：

代码重复使用

正如第 3 章中所讨论的，模块可以让您将代码永久保存在文件中。在 Python 交互提示符下输入的代码会在退出 Python 时消失，而模块文件中的代码则不同--它可以根据需要多次重新加载和运行。同样重要的是，模块是定义名称（称为属性）的地方，这些名称可能被多个外部客户端引用。如果使用得当，模块可支持模块化程序设计，将功能归类为可重复使用的单元。

系统命名空间分区

模块也是 Python 中最高级别的程序组织单元。虽然从根本上说，它们只是名称的包，但这些包也是自包含的--你永远看不到另一个文件中的名称，除非你显式地导入该文件。就像函数的本地作用域一样，这有助于避免程序中的名称冲突。事实上，你无法回避这一特性--所有东西都 "生活 "在模块中，你运行的代码和创建的对象都隐含在模块中。 正因为如此，模块是组合系统组件的天然工具。

实施共享服务或数据

从操作的角度来看，模块还有助于实现在整个系统中共享的组件，因此只需要一个副本。例如，如果你需要提供一个全局对象，而这个对象被多个函数或文件使用，你可以将其编码在一个模块中，然后由多个客户端导入。

至少这是一个抽象的故事--要想真正理解模块在 Python 系统中的作用，我们需要暂时离题，探讨一下 Python程序的一般结构。

Python 程序结构

到目前为止，在本书中，，我在描述 Python 程序时已经把一些复杂性糖衣化了。实际上，程序通常不止涉及一个文件。除了最简单的脚本外，您的程序都将采用多文件系统的形式--上一章的代码计时程序就说明了这一点。即使你可以自己编写一个文件，你也几乎肯定会使用别人已经编写好的外部文件。 ...