從C#到Python —— 5 模組和包

 

本章是《從C#到Python》系列連載的最後一章，內容較簡單，主要介紹Python中模組與包的使用方法。如果你對這部分內容已經比較熟悉，就不要再浪費時間看了，寫這一章只是為了整個系列完整而已，沒什麼新的東西（本章內容主要參考了《Python精要參考》的第八章《模組和包》）。

 

5.1  模組

Python的指令碼都是用副檔名為py的文字檔儲存的，一個指令碼可以單獨運行，也可以匯入另一個指令碼中運行。當指令碼被匯入運行時，我們將其稱為模組（module）。模組是Python組織代碼的基本方式。

模組名與指令碼的檔案名稱相同，例如我們編寫了一個名為Items.py的指令碼，則可在另外一個指令碼中用import Items語句來匯入它。在匯入時，Python解譯器會先在指令碼目前的目錄下尋找，如果沒有則在sys.path包含的路徑中尋找。

在匯入模組時，Python會做以下三件事：
(1) 為模組檔案中定義的對象建立一個名字空間，通過這個名字空間可以訪問到模組中定義的函數及變數；
(2) 在新建立的名字空間裡執行模組檔案；
(3) 建立一個名為模組檔案的對象，該對象引用模組的名字空間，這樣就可以通過這個對象訪問模組中的函數及變數，如：

1 import sys
2  print sys.path

如果要同時匯入多個模組，可以用逗號分隔，如： import sys, os ；

可以使用as關鍵字來改變模組的引用對象名，如：import os as system ；

也可以用from語句將模組中的對象直接匯入到當前的名字空間（不建立模組名字空間的引用對象），如：from socket import gethostname ；

from語句支援逗號分割的對象，也可以使用星號(*)代表模組中除底線開頭的所有對象，如：from socket import *，這是個懶省事的方法，我是經常用，不過用之前最好先搞清楚會不會覆蓋當前名字空間中的函數名等，總之不是個好習慣:)

除了Python指令碼（不僅限於py，還包括pyc和pyo），import語句還可以匯入C或C++擴充（已編譯為共用庫或DLL檔案）、包（包含多個模組，一會介紹)和內建模組（使用C編寫並已連結到Python解譯器內）。不過除了包，另外兩個我也沒用過:(

Python解譯器在第一次import一個py檔案的時候，會嘗試將其編譯為位元組碼檔案，這個檔案的副檔名通常為.pyc，它是已經完成語法檢查並轉譯為虛擬機器指令的代碼。後邊的匯入操作會直接讀取.pyc檔案而不是.py檔案，一般而言速度會更快。

 

5.2  包

Python的模組可以按目錄組織為包（package）。一般來說，我們將多個關係密切的模組組織成一個包，以便於維護和使用，同時可有效避免名字空間衝突。建立一個包的步驟是：建立一個名字為包名字的檔案夾，並在該檔案夾下建立一個__init__.py檔案，你可以根據需要在該檔案夾下存放指令檔、已編譯擴充及子包。

一個典型的包可能有以下結構:

 1 package1/
 2     __init__.py
 3     subPack1/
 4         __init__.py
 5         module_11.py
 6         module_12.py
 7         module_13.py
 8     subPack2/
 9         __init__.py
10         module_21.py
11         module_22.py
12     ……

只要目錄下存在__init__.py，就表明此目錄應被作為一個package處理。在最簡單的例子中，__init__.py 是一個空檔案，不過一般我們都要在__init__.py中做一些包的初始化動作，或是設定一些變數。

最常用的變數是__all__。當使用包的人在用from pack import * 語句匯入的時候，系統會尋找目錄pack下的__init__.py檔案中的__all__這個變數。__all__是一個list，包含了所有應該被匯入的模組名稱，例如：__all__ = ["m1", "m2", "m3"] 表示當from pack import * 時會import 這三個module。

如果沒有定義__all__，from pack import * 不會保證所有的子模組被匯入。所以要麼通過__init.py__，要麼顯式地import 以保證子模組被匯入，如：import pack.m1,  pack.m2,  pack.m3。

 

5.3  本章小結

本章介紹了Python中模組與包的使用方法，要點如下：

(1) 模組是一個可以匯入的Python指令檔；
(2) 包是一堆按目錄組織的模組和子包，目錄下的__init__.py檔案存放了包的資訊；
(3) 可以用import, import as , form import 等語句匯入模組和包。

總之，模組與包是在物理上組織Python代碼複用的一種有效方式，它有點類似於C#中的程式集（Assembly）。初學Python不一定要會自己建立模組和包，但一定要學會使用各種包，這正是Python的強大之處：Python帶著各種各樣的battery。當你想完成一項功能時，最好先去搜尋是不是有相關的包能夠複用（多數情況下是這樣的，因為在各種領域都有太多的人在為Python作著貢獻）。而且，絕大多數Python包都是開源的，研讀優秀的代碼也是提高編程能力的一種有效途徑。

 

進一步閱讀的參考：

《從C#到Python》系列連載到今天就全部寫完了，非常感謝各位的支援、鼓勵以及批評，使我能夠不斷完善和提高。讀完這個連載，在Python的文法上應該夠應付一陣了，當然結合具體的應用領域，還是有很多東西需要不斷學習，在此向大家推薦一些有用的讀物：

[1] 科學計算方面：這個是我的應用程式Python的主陣地，推薦HYRY Studio的《用Python做科學計算》（見http://pyscin.appspot.com/html/index.html），我個人認為非常優秀的一本原創著作（這麼好的書不知為何不正式出版，欽佩作者的rp ！）。

[2] GUI開發方面：如果你用wxPython，那麼肯定要看《wxPython in Action》（中文版見http://wiki.woodpecker.org.cn/moin/WxPythonInAction）；而我個人主要用PyQt4，這方面值得推薦的讀物是柴樹杉翻譯的《PyQt4 編程簡介》（見http://pyqt-doc-cn.googlecode.com/svn/trunk/Introduction_to_PyQT4/doc/r54/index.html）。如果英文好，還是推薦看《Rapid GUI Programming with Python and Qt》（英文pdf版：http://householdcommandmodule.googlecode.com/files/Rapid.GUI.Programming.with.Python.and.Qt.Oct.2007.pdf）。

[3] Web開發方面：這個我還沒有涉及，Django的資料網上也是大把了，其它的Python Web開發架構也是多如牛毛，自己找找吧：）

[4] 移動開發方面：最近準備用PyS60做點小東西，不過一直抽不出時間來，下載了《PyS60 Library Reference》（中文版地址：http://www.woodpecker.org.cn:9081/doc/Python/_PDF/PythonForS60_1_4_1_CN_doc.pdf），一直沒時間看呢，所以不好推薦，不過官方的東西應該是差不了的。另外園子裡Lucker的blog上有一些關於PyS60開發的不錯文章，我雖收藏了，但也是一直沒時間詳細看，呵呵，以後再說了。

最後聲明：雖然寫的不咋地，不過好歹也是花了我很多時間和心血的，所以希望轉載的朋友請註明出處！

 

連載完