Python模块与包

模块

模块是非常简单的Python文件，单个Python文件就是一个模块，两个文件就是两个模块。

import语句是用来导入模块或者从模块里导入特定的类或者函数。如前面我们用过的math模块，从而可以使用sqrt函数来计算距离。

假如有一个包含Database类的database.py的模块。现有另一个模块为product.py，它需要从database.py里实例化一个Database类，然后就可以在数据库中执行相关产品查询。

import database
db = database.Database()
#数据库搜索操作

这时任何在database这个模块里面的类或者函数，都可以通过database.<something>这种激发访问。或者，也可以用from ... import语法来导入一个类。

from database import Database
db = Database()

也可以将导入的类进行重命名

from database import Database as DB  # 重命名
db = DB()

也可以在一行里面导入多项，比如database还含有Query类

from database import Database, Query

但是，很多教程与经验建议不要导入模块里面所有的类，如下的写法是不采用的。

from database import * 

组织模块

一个包（package）就是放在一个文件夹里的模块集合。包的名字就是文件夹的名字。我们需要做的是告诉python这个文件夹是一个包，并且把一个名为__init__.py的文件（通常是空的）放在这个文件夹里。如果我们忘记创建这个文件夹，就没法从这个文件夹里面导入那些模块。

例如在我们的工作目录里，把我们的模块放在了一个叫ecommerce（电子商务）的包里，这个目录同样包含一个main.py的文件用来启动程序。在ecommerce包里再添加一个payments的包用来管理不同的付款方式，文件夹的层次结构如下所示：

parent_directory/
    main.py
    ecommerce/
        __init__.py
        database.py
        products.py
        payments/
            __init__.py
            paypal.py
            authorizenet.py

其中producs.py的有Product类

class Product:
    pass

database.py有Database类

class Database:
    pass

模块的导入方式有两种：绝对导入和相对导入。

绝对导入

要先给出这个模块、函数的完整路径，如在main.py需要访问produces模块中的Product类，使用使用如下的方法进行绝对导入：

import ecommerce.products
product = ecommerce.products.Product()

或者（个人比较喜欢这种方式）：

from ecommerce.products import Product
product = Product()

或者：

from ecommerce import products
product = products.Product()

import语句使用点号作为分隔符来分隔包或者模块。

上述的都可以使用，如果要导入一个模块中的很多类，使用使用第三种方法，如果是指导入一个模块的一两个类，则可以使用第二种方法具体指明。

相对导入

在包（package）的情况下，如果知道父模块的名称，那么就可以使用相对导入。比如当前在products模块下工作，想从隔壁的database模块导入Database类，就可以使用相对导入：

from .database import Database   # 点号表示使用当前路径的database模块

如果我们正在编辑ecommerce.payments包里的paypal模块，需要引用父包里的database模块：

from ..database import Database  # 使用两个点号表示访问上层的父类

如果ecommerce有contact包，该包里有email模块，需要将该模块的sendEmail函数导入到paypal模块中，

from ..contact.email import sendEmail   

 数据访问权限

大部分的面向对象的编程语言都有一个“访问控制”的概念，比如私有的（private）、受保护的（protected）和公共的（public）。但python并没有这种强制规定。在技术层面上，一个类里的所有方法和属性都是公共可访问的，以下有三种形式建议不同的访问形式：

1、使用注释进行提示建议。如可以在docstring里面放一个提示来表明这个方法只是内部使用的

2、给某个属性或者方法加一个下划线的前缀，大部分python程序员会把这个解释为“这是个内部变量，使用之前要三思”

3、给某个属性或者方法添加一个双下划线的前缀，强烈建议为内部变量。访问时需要名称改编（name mangling），即在该方法或者属性前面自动加一个_<classname>的前缀(单下划线)。

一般情况下，不会使用加下划线或者双下划线的变量。

class SecretString:
    ''' A not-at-all secure way to store a secret string'''

    def __init__(self, plain_string, pass_phrase):
        self.__plain_string = plain_string
        self.__pass_phrase = pass_phrase 

    def decrypt(self, pass_phrase):
        ''' Only show the string if the pass_phrase is correct.'''
        if pass_phrase == self.__pass_phrase:
            return self.__plain_string
        else:
            return 

将上述代码存储为filename.py，然后使用python -i filename.py执行这个脚本，然后在交互的解释器里进行如下的测试：

>>> secret_string = SecretString("ACME: Top Secret", "antwerp")
>>> print(secret_string.decrypt("antwerp"))
ACME: Top Secret
>>> print(secret_string.__plain_text)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'SecretString' object has no attribute '__plain_text'
>>> print(secret_string._SecretString__plain_string)
ACME: Top Secret

从包里直接导入变量

在ecommerce包里有两个模块，一个是database.py，另一个是products.py，假设database里面有一个db变量，这个变量在很多地方都会被访问，那么我们下面的代码将可以实现用import ecommerce.db取代import ecommerce.database.db。

通过在__init__.py文件（定义目录为包），在这里文件中可以包含任意变量或者类的生命，而且它会作为这个包的一部分被我们使用。在这个例子中，如果有ecommerce/__init__.py文件里包含这么一行：

from .database import db

那么我们就可以用下面的语句，在mian.py或者其他文件访问这个db属性了：

from ecommerce import db

以上主要在于导致ecommerce.py这个文件是一个模块而不是包的原因在于__init__.py。

如果你把所有代码放在了一个单独的模块，之后又决定拆成一个包里的多个包，__init__.py文件同样对你有帮忙。

其他模块如果想要访问这个新包，__init__.py文件仍然是主要的切入点。但是在内部，代码仍然可以被组织成许多不同模块或者子包。

参考：

1、《Python3 面向对象编程》 [加]Dusty Philips 著