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9.1 包
如果编写一个较大的程序，我们并不真的想在顶层将其组织为一个个独立文件的大型集合。本节对包（package）进行介绍。
模块
任何一个 Python 源文件称为一个模块（module）。
# foo.py
def grok(a):
...
def spam(b):
...
一条 import 语句加载并执行 一个模块。
# program.py
import foo
a = foo.grok(2)
b = foo.spam('Hello')
...
包 vs 模块
对于较大的代码集合，通常将模块组织到包中。
# From this
pcost.py
report.py
fileparse.py
# To this
porty/
__init__.py
pcost.py
report.py
fileparse.py
首先，选择一个名字并用该名字创建顶级目录。如上述的 porty （显然，第一步最重要的是选择名字）。
接着，添加 __init__.py 文件到该目录中。__init__.py 文件可以是一个空文件。
最后，把源文件放到该目录中。
使用包
包用作导入的命名空间。
这意味着现在有了多级导入。
import porty.report
port = porty.report.read_portfolio('port.csv')
导入语句还有其它变体：
from porty import report
port = report.read_portfolio('portfolio.csv')
from porty.report import read_portfolio
port = read_portfolio('portfolio.csv')
两个问题
这种方法存在两个主要的问题：
- 同一包内不同文件之间的导入无效。
- 包中的主脚本无效。
因此，基本上一切导入都是无效的，但是，除此之外，程序还是可以工作的。
问题：导入
现在，在导入的时候，同一包内的不同文件之间的导入必须包含包名。请记住这个结构：
porty/
__init__.py
pcost.py
report.py
fileparse.py
根据上述规则（同一包内的不同文件之间的导入必须包含包名）修改后的导入示例：
# report.py
from porty import fileparse
def read_portfolio(filename):
return fileparse.parse_csv(...)
所有的导入都是绝对的，而不是相对的。
# report.py
import fileparse # BREAKS. fileparse not found
...
相对导入
除了使用包名直接导入，还可以使用使用 . 引用当前的包。
# report.py
from . import fileparse
def read_portfolio(filename):
return fileparse.parse_csv(...)
语法:
from . import modname
使用上述语法使得重命名包变得容易。
问题：主脚本
将包内的子模块作为主脚本运行会导致程序中断：
bash $ python porty/pcost.py # BREAKS
...
原因：你正在运行单个脚本，而 Python 不知道包的其余部分（sys.path 是错误的）。
所有的导入都会中断。要想解决这个问题，需要以不同的方式运行程序，可以使用 -m 选项。
bash $ python -m porty.pcost # WORKS
...
__init__.py 文件
该文件的主要目的是将模块组织在一起。
例如：
# porty/__init__.py
from .pcost import portfolio_cost
from .report import portfolio_report
这使得导入的时候名字出现在顶层。
from porty import portfolio_cost
portfolio_cost('portfolio.csv')
而不是使用多级导入：
from porty import pcost
pcost.portfolio_cost('portfolio.csv')
脚本的另一种解决方案
如前所述，需要使用 -m package.module 运行包内的脚本。
bash % python3 -m porty.pcost portfolio.csv
还有另一种选择：编写一个新的顶级脚本。
#!/usr/bin/env python3
# pcost.py
import porty.pcost
import sys
porty.pcost.main(sys.argv)
脚本位于包外面。目录结构如下：
pcost.py # top-level-script
porty/ # package directory
__init__.py
pcost.py
...
应用结构
代码组织和文件结构是应用程序可维护性的关键。
对于 Python 而言，没有“放之四海而皆准”的方法，但是一个适用于多种问题的结构就是这样：
porty-app/
README.txt
script.py # SCRIPT
porty/
# LIBRARY CODE
__init__.py
pcost.py
report.py
fileparse.py
顶级 porty-app 目录是所有其他内容的容器——这些内容包括文档，顶级脚本，用例等。
同样，顶级脚本（如果有）需要放置在代码包之外（包的上一层）。
#!/usr/bin/env python3
# porty-app/script.py
import sys
import porty
porty.report.main(sys.argv)
练习
此时，我们有了一个包含多个程序的目录：
pcost.py # computes portfolio cost
report.py # Makes a report
ticker.py # Produce a real-time stock ticker
同时，还有许多具有各种功能的支持模块：
stock.py # Stock class
portfolio.py # Portfolio class
fileparse.py # CSV parsing
tableformat.py # Formatted tables
follow.py # Follow a log file
typedproperty.py # Typed class properties
在本次练习中，我们将整理这些代码并将它们放入一个通用包中。
练习 9.1：创建一个简单的包
请创建一个名为 porty 的目录并将上述所有的 Python 文件放入其中。另外，在 porty 目录中创建一个空的 __init__.py 文件。最后，文件目录看起来像这样：
porty/
__init__.py
fileparse.py
follow.py
pcost.py
portfolio.py
report.py
stock.py
tableformat.py
ticker.py
typedproperty.py
请将 porty 目录中的 __pycache__ 目录移除。该目录包含了之前预编译的 Python 模块。我们想重新开始。
尝试导入包中的几个模块：
>>> import porty.report
>>> import porty.pcost
>>> import porty.ticker
如果这些导入失败，请进入到合适的文件中解决模块导入问题，使其能够包括相对导入。例如，import fileparse 语句可以像下面这样进行修改：
# report.py
from . import fileparse
...
如果有类似于 from fileparse import parse_csv 这样的语句，请像下面这样修改代码：
# report.py
from .fileparse import parse_csv
...
练习 9.2：创建应用目录
对应用而言，将所有代码放到“包”中通常是不够的。有时，支持文件，文档，脚本等文件需要放到 porty/ 目录之外。
请创建一个名为 porty-app 的新目录。然后将我们在练习 9.1 中创建的 porty 目录移动到 porty-app 目录中。接着，复制测试文件 Data/portfolio.csv 和 Data/prices.csv 到 porty-app 目录。另外，在 porty-app 目录下创建一个 README.txt 文件，该文件包含一些有关自己的信息。现在，代码的组织结构像下面这样：
porty-app/
portfolio.csv
prices.csv
README.txt
porty/
__init__.py
fileparse.py
follow.py
pcost.py
portfolio.py
report.py
stock.py
tableformat.py
ticker.py
typedproperty.py
要运行代码，需要确保你现在正在顶级目录 porty-app/ 下。例如，从终端运行：
shell % cd porty-app
shell % python3
>>> import porty.report
>>>
尝试将之前的脚本作为主程序运行：
shell % cd porty-app
shell % python3 -m porty.report portfolio.csv prices.csv txt
Name Shares Price Change
---------- ---------- ---------- ----------
AA 100 9.22 -22.98
IBM 50 106.28 15.18
CAT 150 35.46 -47.98
MSFT 200 20.89 -30.34
GE 95 13.48 -26.89
MSFT 50 20.89 -44.21
IBM 100 106.28 35.84
shell %
练习 9.3：顶级脚本
使用 python -m 命令通常有点怪异。可能需要编写一个顶级脚本来处理奇怪的包。请创建一个生成上述报告的脚本 print-report.py：
#!/usr/bin/env python3
# print-report.py
import sys
from porty.report import main
main(sys.argv)
然后把脚本 print-report.py 放到顶级目录 porty-app/ 中。并确保可以在 porty-app/ 目录下运行它：
shell % cd porty-app
shell % python3 print-report.py portfolio.csv prices.csv txt
Name Shares Price Change
---------- ---------- ---------- ----------
AA 100 9.22 -22.98
IBM 50 106.28 15.18
CAT 150 35.46 -47.98
MSFT 200 20.89 -30.34
GE 95 13.48 -26.89
MSFT 50 20.89 -44.21
IBM 100 106.28 35.84
shell %
最后，代码的组织结构应该下面这样：
porty-app/
portfolio.csv
prices.csv
print-report.py
README.txt
porty/
__init__.py
fileparse.py
follow.py
pcost.py
portfolio.py
report.py
stock.py
tableformat.py
ticker.py
typedproperty.py