一、模块

相信使用过Python编写代码的同学，会经常在文件头看到这样的import …，是的，这就是导入模块的语句，而每一个后缀名为.py的文件都是一个模块。

import jieba
import os　

1. 什么是模块？

  逻辑上来说模块是一组功能的组合；实质上一个模块就是一个包含了python定义和声明的文件，文件名就是模块名字加上.py的后缀。

import加载的模块分为四个通用类别：

a. 使用python编写的代码（.py文件）；
b. 已被编译为共享库或DLL的C或C++扩展；
c. 包好一组模块的包
d. 使用C编写并链接到python解释器的内置模块；

如何使用模块？
　　想要使用模块，必须先要将模块加载进来，可以通过关键字 import 或 from进行加载；需要注意的是模块和当前文件在不同的命名空间中。

2. 模块的构成

  模块可以包含可执行的语句和函数的定义，这些语句的目的是初始化模块，它们只在模块名第一次遇到导入import语句时才执行（import语句是可以在程序中的任意位置使用的,且针对同一个模块很import多次,为了防止你重复导入，python的优化手段是：第一次导入后就将模块名加载到内存了，后续的import语句仅是对已经加载大内存中的模块对象增加了一次引用，不会重新执行模块内的语句）

二、模块的导入

1、导入整个模块

  比如我们有一个myModule的文件夹，里面有一个first.py文件，文件中的内容如下

a = 1
def myfun(s):
    print(s + 1)

  在myModule的文件夹下打开终端/cmd，输入python进入命令行交互模式
写完模块导入的语句之后，接着就可以调用该模块下的函数了。调用方式为

>>> import first
>>> a
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'a' is not defined
>>> first.a
1
>>> first.myfun(2)
3

2、导入特定的函数/变量

  所以说first.py文件就是一个模块，可以用import导入，里面变量和方法都要用first.前缀来引用，如果想不使用这个前缀或是我们只是想要使用模块中的某个函数，就可以只导入该变量或函数。导入方式为：from module_name import function_name。
  如果导入的是变量，就可以直接输入变量名来获得变量的值；如果直接导入的是函数，可以直接使用function_name() 的方式调用函数，无需在函数名前面加上模块名。

# 导入变量
>>> from first import a
>>> a
1
# 导入函数
>>> from first import myfun
>>> myfun(3)
4
# 一次导入多个变量
>>> from first import a,myfun
>>> a
1
>>> myfun(5)
6
# 导入模块中全部变量
>>> from first import *
>>> a
1
>>> myfun(5)
6
>>>

3、使用as给模块指定别名

  可以在后面使用as给函数指定别名。句式如：import module_name as new_name，

>>> import first as f
>>> f.a
1
>>> f.myfun(6)
7

在上述导入函数的基础上，可以在后面用as语句给导入的函数指定别名。句式如：from module_name import function_name as new_function。

>>> from first import myfun as add
>>> add(8)
9

三、包、库

模块(module) 其实就是py文件，里面定义了一些函数、类、变量等。
包(package) 是多个模块的聚合体形成的文件夹，里面可以是多个py文件，也可以嵌套文件夹。
库是参考其他编程语言的说法，是指完成一定功能的代码集合，在python中的形式就是模块和包。

一个包的架构：

sound/                          Top-level package
      __init__.py               Initialize the sound package
      formats/                  Subpackage for file format conversions
              __init__.py
              wavread.py
              wavwrite.py
              aiffread.py
              aiffwrite.py
              auread.py
              auwrite.py
              ...
      effects/                  Subpackage for sound effects
              __init__.py
              echo.py
              surround.py
              reverse.py
              ...
      filters/                  Subpackage for filters
              __init__.py
              equalizer.py
              vocoder.py
              karaoke.py
              ...

Python 只把含 __init__.py 文件的目录当成包。这样可以防止以 string 等通用名称命名的目录，无意中屏蔽出现在后方模块搜索路径中的有效模块。 最简情况下，__init__.py 只是一个空文件，但该文件也可以执行包的初始化代码，或设置 __all__ 变量，详见下文。

四、包的导入

导入包的本质：导入一个包就是执行包下的__init__.py文件

只要一个文件夹下面有个__init__.py 文件，那么这个文件夹就可以看做是一个包。

包导入的过程和模块的基本一致，只是导入包的时候会执行此包目录下的 init.py 而不是模块里面的语句了。另外，如果只是单纯的导入包，而包的 init.py 中又没有明确的其他初始化操作，那么此包下面的模块是不会自动导入的。

另外需要注意两点

1. __ init__ .py文件编写时，如果要在__init__.py中导入其他模块中的变量，即使__ init__.py文件和abcd.py文件在同一个文件夹下，也不能from abcd import b，要从abcd文件从哪里来开始写，即从包的名称开始，from folder.abcd import b。
2. folder文件夹里的嵌套文件夹内不需要新建__init__.py文件即可像模块一样调用，但是一般还是要新建这个文件，可以方便地导入常用变量。
3. init.py文件其实是一个特殊的文件，它相当于名为folder模块，即如果使用import folder则可以调用在__init__.py文件文件中定义的变量。

五、__ all __

使用 from sound.effects import * 时会发生什么？理想情况下，该语句在文件系统查找并导入包的所有子模块。这项操作花费的时间较长，并且导入子模块可能会产生不必要的副作用，这种副作用只有在显式导入子模块时才会发生。

唯一的解决方案是提供包的显式索引。import 语句使用如下惯例：如果包的 __init__.py 代码定义了列表 __all__，运行 from package import * 时，它就是用于导入的模块名列表。发布包的新版本时，包的作者应更新此列表。如果包的作者认为没有必要在包中执行导入 * 操作，也可以不提供此列表。例如，sound/effects/__init__.py 文件包含以下代码：

__all__ = ["echo", "surround", "reverse"]

这将意味着将 from sound.effects import * 导入 sound.effects 包的三个命名的子模块。

如果没有定义 __all__，from sound.effects import * 语句 不会 把包 sound.effects 中所有子模块都导入到当前命名空间；该语句只确保导入包 sound.effects （可能还会运行 __init__.py 中的初始化代码），然后，再导入包中定义的名称。这些名称包括 __init__.py 中定义的任何名称（以及显式加载的子模块），还包括之前 import 语句显式加载的包里的子模块。

变量__all__的好处：只会导出all中的子模块，可以有效地避免命名空间的污染，并加速模块的导入

一、模块公开接口的一种约定
__all__可以在模块级别暴露接口，形式如下：
__all__ = [“foo”, “bar”]
Python 没有原生的可见性控制，其可见性的维护是靠一套需要大家自觉遵守的”约定“，比如，下划线开头的变量对外部不可见。
__all__ 是针对模块公开接口的一种约定，以提供了”白名单“的形式暴露接口。如果定义了__all__，其他文件中使用from xxx import *导入该文件时，只会导入 __all__ 列出的成员，可以其他成员都被排除在外。
如，test1.py,test2.py,test3.py三个文件：
test1.py
#__all__ = [‘func’]
def func():
pass

test2.py
import test1

__all__ = [‘func2’, ‘test1’]
def func2():
pass

def func22():
pass

test3.py
from test2 import *

func2() #能正常引用
test1.func() #能正常引用
func22() #不能正常引用

二、控制 from xxx import * 的行为
python不提倡用 from xxx import * 这种写法。如果一个模块 xxx 没有定义 __all__，执行 from spam import * 时会将 xxx 中所有非下划线开头的成员（包括该模块import的其他模块成员）都会导入当前命名空间，这样就可能弄脏当前的命名空间。显式声明了 __all__，import * 就只会导入 __all__ 列出的成员，如果 __all__ 定义有误，还会明确地抛出异常，方便检查错误。

三、为 lint 等代码检查工具提供辅助
编写库时，经常会在 __init__.py 中暴露整个包的 API，而这些 API 的实现可能是在包的其他模块中。如果仅仅这样写：from xxx import a, b，一些代码检查工具，如 pyflakes 会报错，认为变量 a和 b import 了但没被使用。一个可行的方法是把这个警告压掉：from xxx import a, b # noqa （No Q/A，即无质量保证），但更好的方法是显式定义 __all__，这样代码检查工具就会理解，从而不再报 unused variables 的警告。

四、定义 all 需要注意的地方

• __all__ 的形式都是 list类型。如果写成其他类型， pyflakes 等 lint 工具可能无法识别。
• 不能动态生成 __all__，如使用列表解析式。__all__ 的作用是定义公开接口，需要以字面量的形式显式写出来。
• 即使定义了 __all__， 也不应该在非临时代码中使用 from xxx import * 语法，或用编程工具模拟 Ruby 的自动 import。Python 不像 Ruby，没有 Module 这类成员，模块就是命名空间隔离的执行者。如果打破了这一层，引入诸多动态因素，生产环境中跑的代码就可能充满不确定性，调试也会变得困难。
• 按照 PEP8 建议的风格，__all__ 应该写在所有 import 语句下面，函数、常量等成员定义的上面。
• 如果一个模块需要暴露的接口改动频繁，__all__ 可以这样定义：

__all__ = [
“foo”,
“bar”,
“egg”,
]
这样修改一个暴露的接口只修改一行，方便版本控制的时候看 diff。最后多出的逗号在 Python 中是允许的，符合 PEP8 风格。

由上面的输出结果，我们可以知道import *只会导入__all__中指定的变量，无论是否以下划线开头。这样限制可以防止import *命令导入太多变量污染命名空间，过滤掉一些中间变量如b

五、模块导入的绝对引用与相对引用

python中的import分为绝对引用和相对引用两种。它们之间的差异在于，引用模块时，定位被引用模块位置 的方式不同。

绝对引用是通过.的连接，指定出最高级文件（夹），到目标文件的绝对路径。我们上面的所有用法都属于绝对引用。

而相对引用是指定待引用模块与当前文件的相对位置，.表示上一级文件

• 绝对引用：from folder.abcd import myclass
• 相对引用：from .abcd import myclass

在实际使用中，无论是绝对导入还是相对导入都要注意，如何导入与被调用位置有关。