模块化概念

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。
   

标准库模块化

• 与函数类似，模块也分为标准库模块和用户自定义模块。
  Python 标准库提供了操作系统功能、网络通信、文本处理、文件处理、数学运算等基本的功能。比如：random(随机数)、math(数学运算)、time(时间处理)、file(文件处理)、os(和操作系统交互)、sys(和解释器交互)等。
• 另外，Python 还提供了海量的第三方模块，使用方式和标准库类似。功能覆盖了我们能想象到的所有领域，比如：科学计算、WEB 开发、大数据、人工智能、图形系统等。

为什么模块化

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

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。

模块的导入

import 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：
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；

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，…

import和from…import区别

• import 导入的是模块。from…import 导入的是模块中的一个函数/一个类。
• 如果进行类比的话，import 导入的是“文件”，我们要使用该“文件”下的内容，必须前面加“文件名称”。from…import 导入的是文件下的“内容”，我们直接使用这些“内容”即可，前面再也不需要加“文件名称”了。

import动态导入

import importlib
a = importlib.import_module("math")
print(a.pi)

注：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。

包(package)的概念和结构

• 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。
• a 是上层的包，下面有一个子包：aa。可以看到每个包里面都有__init__.py 文件。

pycharm创建包

在 pycharm 开发环境中创建包，非常简单。在要创建包的地方单击右键：New–>Python package 即可。pycharm 会自动帮助我们生成带有__init__.py 文件的包。

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、批量导入。

sys.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。它一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 环境变量）
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

import sys
sys.path.append("d:/")
print(sys.path)

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. 为模块文件创建如下结构的文件夹（一般，文件夹的名字和模块的名字一样）：
   

2. 在文件夹中创建一个名为『setup.py』的文件，内容如下：

from distutils.core import setup
setup(
name='baizhanMath2',# 对外我们模块的名字
version='1.0', # 版本号
description='这是第一个对外发布的模块，测试哦',#描述
author='gaoqi', # 作者
author_email='gaoqi110@163.com',
py_modules=['baizhanMath2.demo1','baizhanMath2.demo2'] # 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 c 下面，再键入命令：
   python setup.py sdist

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：

python setup.py install

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）

安装成功后，直接使用 import 导入即可。

import baizhanMath2.demo1

上传模块到 PyPI

将自己开发好的模块上传到 PyPI 网站上，将成为公开的资源，可以让全球用户自由使用。按照如下步骤做，很容易就实现上传模块操作。

1. 注册 PyPI 网站
   ·创建用户信息文件.pypirc

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：

   [distutils]
   index-servers=pypi
   
   [pypi]
   repository = https://upload.pypi.org/legacy/
   username = 账户名
   password = 你自己的密码
   

【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。

3. 上传并远程发布
   进入 setup.py 文件所在目录，使用命令“python setup.py sdist upload”，即可以
   将模块代码上传并发布

4. 管理你的模块
   我们登录 pypi 官网，可以看到：
   如果你的模块已经上传成功，那么当你登录 PyPI 网站后应该能在右侧导航栏看到管理入口。

5. 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。比如：

   pip install package-name