一、什么是模块
模块就是一系列功能的集合体，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。
模块有三种来源：
1、内置的模块
2、第三方的模块
3、自定义模块
模块的四种通用类别：
1、使用Python编写的代码（.py文件）
2、已被编译为共享库或DLL的C或C++扩展
3、把一系列模块组织到一起的文件夹（注：文件夹下有一个__init__.py文件，该文件夹称之为包）
4、使用C编写并链接到Python解释器的内置模块
二、为何要用模块
1、使用内置的或者第三方模块的好处是：拿来就可以使用，可以极大提升开发效率
2、使用自定义模块的好处是：可以减少代码冗余（抽取我们自己程序中要公用的一些功能定义成模块，然后程序的各部分组件都去模块中调用共享的功能）
三、模块的使用
前提：一定要区分开谁是执行文件，谁是被导入模块
1、import导入模块
在Pycharm中右键新建一个文件，文件名是spam.py，模块名是spam，再新建一个文件叫run.py，在run.py中
import spam
首次导入一个模块，会发生以下事情：
1）会产生一个模块的名称空间
2）执行文件spam.py，将执行过程中产生的名字都放到模块的名称空间中
3）在当前执行文件的名称空间中拿到一个模块名，该名字指向模块的名称空间
之后的导入，都是直接引用第一次导入的成果，不会重新执行文件
在spam.py文件中添加代码
money = 1000
def read1():
print('spam模块：',money)
def read2():
print('spam模块')
read1()
def change():
global money
money = 0
在执行文件中访问模块名称空间中名字的语法：模块名.名字，即在run.py中
import spam
print(spam.money) # 1000
print(spam.read1) # <function read1 at 0x000001CE16209B70>
print(spam.read2) # <function read2 at 0x000001CE16209A60>
print(spam.change) # <function change at 0x000001CE16209C80>
spam.read1() # spam模块： 1000
def read1():
print('run.py --> read1')
read1() # run.py --> read1
spam.read2() # spam模块
# spam模块： 1000
money = 9999
spam.change()
print(spam.money) # 0
print(money) # 9999
总结 import 导入模块：在使用时必须加上模块名作为前缀
优点：指名道姓的向某一个名称空间拿取名字，不会与当前名称空间中的名字冲突
缺点：但凡应用模块中的名字都需要加前缀，不够简洁
还可以一行导入多个模块，但不推荐使用
import spam, os, time
可以为模块起别名（注意：模块名应全为小写）
import spam as sm
print(sm.money)
print(sm.read1)
2、from...import...导入模块
首次导入模块发生的三件事：
1）创建一个模块的名称空间
2）执行文件spam.py，将执行过程中产生的名字都放到模块的名称空间中
3）在当前执行文件中直接拿到一个名字，该名字就是执行模块中相对应的名字
删除上面的两个文件，重新建一个spam.py，添加代码
money = 1000
def read1():
print('spam模块：',money)
def read2():
print('spam模块')
read1()
def change():
global money
money = 0
再新建一个run.py，在run.py中
from spam import money
print(money) # 1000
from spam import money
money = 200
print(money) # 与当前名称空间中的名字冲突, 结果为200
总结from...import...导入模块
优点：使用时，无需再加前缀，更简洁
缺点:：容易与当前名称空间中的名字冲突
现在将run.py里的代码改成
from spam import money, read1
money = 200
# 这里执行read1里面的money还是1000，因为在定义阶段就已经固定死了，与调用位置无关
read1() # spam模块： 1000
print(money) # 200
还可以导入全部模块，但不推荐使用
# 星号代表从被导入模块中拿到所有名字
from spam import *
有一个 __all__ 的功能，将指定的模块名以字符串的形式存放，如果再使用星号导入模块，这时导入的就是 __all__里面的内容，而不是导入全部的模块，例如：
在spam.py中定义 __all__
__all__ = ['money', 'read1']
money = 1000
def read1():
print('spam模块：',money)
def read2():
print('spam模块')
read1()
def change():
global money
money = 0
在run.py中用星号导入
from spam import *
read1() # spam模块： 1000
read2() # 报错, 因为 __all__没有包含read2模块
可以为模块起别名
from spam import read1 as r1
r1()
四、Python文件的两种执行方式
1、直接运行
2、作为模块导入
# 在m1.py中
def f1():
print('f1')
print(__name__) # 执行后是 __main__
# 在run.py中
import m1 # 执行后是 m1
即：当做脚本运行，__name__ 等于'__main__'，当做模块导入，__name__等于模块名
所以这个条件是：if __name__ == '__main__': ，用来控制.py文件在不同的应用场景下执行不同的逻辑
# 在m1.py中
def f1():
print('f1')
if __name__ == '__main__':
f1()
# 在run.py中
import m1
五、模块的搜索路径
1、模块搜索路径的优先级
1）内存中已经加载过的
2）内置模块
3）sys.path（第一个值是当前执行文件所在的文件夹）
模块搜索路径优先从内存中已加载过的开始查找，例如我新建一个m1.py和一个run.py，在run.py中导入模块m1
# m1.py
def f1():
print('from f1')
# run.py
import time
import m1
time.sleep(10) # 程序睡眠10秒的过程中删除m1.py
import m1
m1.f1() # 这里还可以执行
删除m1.py文件后再导入执行不会报错，因为在删除的过程中程序没有结束，再次导入是优先从内存中查找，找到了直接运行，但如果再次运行就会报错，因为内存已经回收，找不到m1模块了
注意：不应该将自己的模块名命名成与内置模块或第三方模块的名字相同
2、添加sys.path
新建m1.py和run.py，将m1.py放在dir1文件夹下，让dir1文件夹和run.py在同一级目录
# m1.py def f1(): print('from f1')
f1() # run.py import m1 # 这时候是找不到的，但是如果添加sys.path，将run.py改成如下
# run.py import sys sys.path.append('E://Test//dir1') # 将m1所在的文件夹路径添加到sys.path import m1
3、from...import...
还是上面的情况，可以在run.py里面通过from...import...导入
from dir1 import m1
这是在sys.path中找到的，但是我没有添加sys.path，为什么也能找到呢？
因为sys.path的第一个值是当前执行文件所在的文件夹，也就是Test文件夹（我的run.py和dir1的上一层是Test文件夹），所以说是以当前执行文件的sys.path为准，可以找到dir1，进而找到m1
基于上面的目录，我在dir1下新建一个文件夹叫dir2，在dir2中新建一个文件叫m2.py，现在的路径关系是：Test下面有一个run.py和dir1，dir1下有一个m1.py和dir2，dir2下有一个m2.py
m2中添加代码
def f2():
print('from f2')
f2()
可以通过from...import...导入
from dir1.dir2 import m2
第一种特殊情况：模块的绝对导入
删除上面的所有文件，新建run.py和dir1文件夹，在dir1下新建m1.py和m2.py
# m1.py
def f1():
print('from f1')
# m2.py
def f2():
print('from f2')
run想访问m1，因为不在同一级目录，所以要通过上面讲到的两种方法（添加sys.path或from...import导入）来访问（我用后者）
# run.py
from dir1 import m1
现在我执行run.py，可以通过run访问到m1
现在m1想访问m2，只需要在m1中导入m2即可
# m1.py
import m2
def f1():
print('from f1')
m2.f2()
但是现在，我再执行run.py，能否通过run访问到m1再访问到m2呢？
不行！因为sys.path是以当前执行文件为准的，那么sys.path的第一个值就是 E://Test//，在m1里面导入m2的时候，去sys.path中无法找到m2，所以会报错
强调：所有被导入的模块参照的环境变量sys.path都是以执行文件为准的
那么怎么解决呢
# m1.py
from dir1 import m2
def f1():
print('from f1')
m2.f2()
# m2.py
def f2():
print('from f2')
# run.py
from dir1 import m1
m1.f1()
注意：不要理解成sys.path是以执行文件所在的文件夹为准，因为sys.path有很多个值，而执行文件所在的文件夹仅仅只是sys.path中的一个值，这个执行文件所在的文件夹找不到后面还有很多值可以找
上面这种情况是以执行文件的sys.path作为参考点开始导入，称之为模块的绝对导入
优点：在执行文件与被导入的模块中都可以使用
缺点：所有导入都是以sys.path为参考点，导入麻烦
第二种特殊情况：模块的相对导入
参照当前所在文件的文件夹为起始开始查找，称之为模块的相对导入
符号：.（一个点）代表当前所在文件的文件夹，..（两个点）代表上一级文件夹，...（三个点）代表上一级的上一级文件夹
优点：导入更加简单
缺点：只能在被导入的模块中使用，不能在执行文件中用
现在在Test下新建一个dir0，dir0下新建一个dir1和run.py，dir1下新建m1.py和m2.py
# run.py
from dir0.dir1 import m1 # 用的还是绝对导入
m1.f1()
# m1.py
from . import m2 # 用的是相对导入
def f1():
print('from f1')
m2.f2()
# m2.py
def f2():
print('from f2')
六、软件开发的目录规范
以 “ATM+购物车” 举例
ATM + 购物车
bin: 整个程序的执行文件,入口(调用核心逻辑的一些功能)
- start.py
conf: 配置文件(程序组件共用的变量)
- settings.py
lib: 库(自定义的模块, 程序组件共用的功能)
- common.py
core: 核心逻辑(与业务相关的逻辑, 购物车的登录注册转账取款等)
- src.py
log: 日志(程序运行产生的关键信息记录)
- transaction.log
db: 数据(数据库相关的文件)
Readme: 读我(软件的介绍, 说明书)
调用业务相关的逻辑应该通过start.py去调取src模块，所以要添加环境变量，然后在start.py中添加代码
# run.py
import sys
sys.path.append(r'E:PythonATMcore')
import src
src.run()
虽然添加core能够让start.py调取到src模块，但可不能这么做。因为以后别人作为软件的使用者，下载了这个软件然后使用，但这里添加的环境变量是开发者自己机器上的文件路径，别人使用时和我肯定不是一样的文件路径，所以无法使用。这时需要让使用者无论在哪个路径下都能使用这个软件，所以要添加一个通用的环境变量，具体做法是添加整个项目的根文件夹。但是这里可不能又写我硬盘上的文件路径，而是让程序自己获取整个项目的根文件夹。
# run.py
print(__file__)
# 运行
E:/Python/ATM/bin/start.py
__file__可以获取当前执行文件的绝对路径，不同的机器可以获取不同的绝对路径。现在需要获取执行文件所在文件夹的父级文件夹，所以可以基于__file__来获取
os模块有个功能可以获取当前执行文件所在的文件夹的路径
# run.py
import os
print(os.path.dirname(__file__))
# 运行
E:/Python/ATM/bin
那么基于上面获取父级文件夹就是再使用一个os.path.dirname
# run.py
import os
print(os.path.dirname(os.path.dirname(__file__)))
# 运行
E:/Python/ATM
这时便获取到了执行文件所在文件夹的父级文件夹，然后添加到环境变量，以后无论这个软件在哪台机器上运行，都可以得到精准的目录
# run.py
import os
import sys
BASE_DIR = os.path.dirname(os.path.dirname(__file__))
sys.path.append(BASE_DIR)
from core import src
src.run()
有一个标准的写法，是将if __name__ == '__main__': 添加进去
# run.py
import os
import sys
BASE_DIR = os.path.dirname(os.path.dirname(__file__))
sys.path.append(BASE_DIR)
from core import src
if __name__ == '__main__':
src.run()