Python入门之模块与包

当我们编写代码时，有些功能需要在多个程序中使用，为了不重复写代码，我们可以将这些功能封装到一个单独的.py文件中，然后在需要使用这些功能的程序中 import 这个文件，这个文件就称为模块（module），而多个模块放在一个文件夹中，这个文件夹就是一个包（package）。

定义模块

定义一个模块很简单，我们只需要在文件中编写我们要封装的功能的代码，然后将这个文件保存为 .py 格式。如果我们想要导入这个模块，我们只需要在使用这些功能的程序中使用 import 关键字导入这个模块即可。

以下是一个求和功能的示例：

# 定义一个名为math的模块
def add(a, b):
    return a + b

def subtract(a, b):
    return a - b

导入模块

在其他程序中导入模块很简单，只需要使用 import 关键字加上模块的名字即可。比如我们可以在另一个文件中导入我们刚刚定义的 math 模块。

# 导入 math 模块
import math

# 使用 math 模块中的 add 函数
print(math.add(1, 2)) # 输出 3

# 使用 math 模块中的 subtract 函数
print(math.subtract(2, 1)) # 输出 1

定义包

为了更好地组织我们的模块，我们可以将多个模块放在一个文件夹中，这个文件夹就是一个包。下面是一个简单的包的示例，我们在一个名为 mypackage 的文件夹中创建一个 math 模块和一个 string 模块。

mypackage/
|-- __init__.py
|-- math.py
|-- string.py

在这个包中，我们需要在 mypackage 目录下创建一个名为 __init__.py 的文件，这个文件可以为空，也可以包含一些初始化代码。

更进一步地，我们可以在 mypackage 目录下再创建一个名为 calc 的子目录，并在这个子目录中创建一个名为 statistics 的模块。

mypackage/
|-- __init__.py
|-- math.py
|-- string.py
|-- calc/
     |-- __init__.py
     |-- statistics.py

现在我们就可以在程序中导入这些模块和包了。使用 import 关键字加上模块和包的路径即可。

# 导入模块
from mypackage import math
print(math.add(1, 2))

# 导入包中的模块
from mypackage.calc import statistics
print(statistics.mean([1,2,3,4,5]))

示例

下面是一个更为复杂的示例，我们在一个名为 shape 的包中定义了三个模块，分别是 circle、triangle、rectangle，并在 shape 目录下创建一个名为 __init__.py 的文件。

shape/
|-- __init__.py
|-- circle.py
|-- triangle.py
|-- rectangle.py

init.py 文件中的代码如下：

# 在这里导入所有的模块，方便其他地方导入 shape 包中的模块
from . import circle
from . import triangle
from . import rectangle

circle.py 文件中的代码如下：

# 定义一个求圆的面积的函数
def area(radius):
    return 3.14 * radius ** 2

triangle.py 文件中的代码如下：

# 定义一个求三角形面积的函数
def area(base, height):
    return 0.5 * base * height

rectangle.py 文件中的代码如下：

# 定义一个求矩形面积的函数
def area(width, height):
    return width * height

现在我们就可以在程序中导入 shape 包中的模块了，并使用它们提供的功能。

# 导入 shape 包
import shape

# 使用 circle 模块中的 area 函数
print(shape.circle.area(5)) # 输出 78.5

# 使用 triangle 模块中的 area 函数
print(shape.triangle.area(4, 5)) # 输出 10.0

# 使用 rectangle 模块中的 area 函数
print(shape.rectangle.area(4, 5)) # 输出 20

这样我们就可以非常方便地组织和重用我们的代码了。