五分鐘學會Python 模塊和包、文件
模塊是 Python 程序架構的一個核心概念
每一個以擴展名 py 結尾的 Python 源代碼文件都是一個 模塊 模塊名 同樣也是一個 標識符，需要符合標識符的命名規則 在模塊中定義的 全局變量 、函數、類 都是提供給外界直接使用的 工具 模塊 就好比是 工具包，要想使用這個工具包中的工具，就需要先 導入 這個模塊2、模塊的兩種導入方式（1）import 語句
import 模塊名1, 模塊名2
提示：在導入模塊時，每個導入應該獨占一行
import 模塊名1import 模塊名2
導入之后
通過 模塊名. 使用 模塊提供的工具 —— 全局變量、函數、類 使用 as 指定模塊的別名import 模塊名1 as 模塊別名注意：模塊別名 應該符合 大駝峰命名法
（2）From…import 語句
如果希望 從某一個模塊 中，導入 部分 工具，就可以使用 from ... import 的方式 import 模塊名是 一次性把模塊中 所有工具全部導入，并且通過 模塊名/別名 訪問# 從 模塊 導入 某一個工具from 模塊名1 import 工具名
導入之后
不需要 通過 模塊名. 可以直接使用 模塊提供的工具 —— 全局變量、函數、類注意
兩個模塊，存在 同名的函數，那么 后導入模塊的函數，會 覆蓋掉先導入的函數
開發時 import 代碼應該統一寫在 代碼的頂部，更容易及時發現沖突
一旦發現沖突，可以使用 as 關鍵字 給其中一個工具起一個別名
（3）from…import * 語句
# 從 模塊 導入 所有工具from 模塊名1 import *
注意
這種方式不推薦使用，因為函數重名并沒有任何的提示，出現問題不好排查
3、模塊的搜索順序[擴展]Python 的解釋器在 導入模塊 時，會：
搜索 當前目錄 指定模塊名的文件，如果有就直接導入 如果沒有，再搜索 系統目錄 在開發時，給文件起名，不要和 系統的模塊文件 重名Python 中每一個模塊都有一個內置屬性 __file__ 可以 查看模塊 的 完整路徑
示例import random# 生成一個 0～10 的數字rand = random.randint(0, 10)print(rand)
注意：
如果當前目錄下，存在一個 random.py 的文件，程序就無法正常執行了！ 這個時候，Python 的解釋器會 加載當前目錄 下的 random.py 而不會加載 系統的 random 模塊4、 name 屬性在實際開發中，每一個模塊都是獨立開發的，大多都有專人負責開發人員 通常會在 模塊下方 增加一些測試代碼僅在模塊內使用，而被導入到其他文件中不需要執行
name 屬性可以做到，測試模塊的代碼 只在測試情況下被運行，而在 被導入時不會被執行！ name 是 Python 的一個內置屬性，記錄著一個 字符串 如果 是被其他文件導入的，name 就是 模塊名 如果 是當前執行的程序 name 是 main在很多 Python 文件中都會看到以下格式的代碼：
# 導入模塊# 定義全局變量# 定義類# 定義函數# 在代碼的最下方def main(): # ... pass# 根據 __name__ 判斷是否執行下方代碼if __name__ == '__main__': main()二、包1、概念 包 是一個 包含多個模塊 的 特殊 目錄目錄下有一個 特殊的文件__init__.py 包名的 命名方式 和變量名一致，小寫字母 + _使用 import 包名 可以一次性導入包中 所有的模塊
2、案例演練
新建一個 hm_message 的 包 在目錄下，新建兩個文件 send_message 和 receive_message 在 send_message 文件中定義一個 send 函數 在 receive_message 文件中定義一個 receive 函數 在外部直接導入 hm_message 的包要在外界使用 包 中的模塊，需要在__init__.py中指定 對外界提供的模塊列表
# 從 當前目錄 導入 模塊列表from . import send_messagefrom . import receive_message三、發布模塊（知道）
如果希望自己開發的模塊，分享 給其他人，可以按照以下步驟操作
1、 制作發布壓縮包步驟（1）創建 setup.py setup.py 的文件
from distutils.core import setupsetup(name='hm_message', # 包名 version='1.0', # 版本 description='itheima’s 發送和接收消息模塊', # 描述信息 long_description='完整的發送和接收消息模塊', # 完整描述信息 author='itheima', # 作者 author_email='itheima@itheima.com', # 作者郵箱 url='www.itheima.com', # 主頁 py_modules=['hm_message.send_message', 'hm_message.receive_message'])
（2) 構建模塊
$ python3 setup.py build3) 生成發布壓縮包$ python3 setup.py sdist
注意：要制作哪個版本的模塊，就使用哪個版本的解釋器執行！
2、安裝模塊$ tar -zxvf hm_message-1.0.tar.gz $ sudo python3 setup.py install
卸載模塊
直接從安裝目錄下，把安裝模塊的 目錄 刪除就可以
$ cd /usr/local/lib/python3.5/dist-packages/$ sudo rm -r hm_message*3、pip 安裝第三方模塊 第三方模塊 通常是指由 知名的第三方團隊 開發的 并且被 程序員廣泛使用 的 Python 包 / 模塊 例如 pygame 就是一套非常成熟的 游戲開發模塊 pip 是一個現代的，通用的 Python 包管理工具 提供了對 Python 包的查找、下載、安裝、卸載等功能
安裝和卸載命令如下：
# 將模塊安裝到 Python 2.x 環境$ sudo pip install pygame$ sudo pip uninstall pygame# 將模塊安裝到 Python 3.x 環境$ sudo pip3 install pygame$ sudo pip3 uninstall pygame在 Mac 下安裝 iPython$ sudo pip install ipython在 Linux 下安裝 iPython$ sudo apt install ipython$ sudo apt install ipython3四、文件1、文件的基本操作
（1）操作文件的套路
在 計算機 中要操作文件的套路非常固定，一共包含三個步驟：
打開文件
讀、寫文件 讀 將文件內容讀入內存 寫 將內存內容寫入文件關閉文件
（2）操作文件的函數/方法
在 Python 中要操作文件需要記住 1 個函數和 3 個方法
序號 函數/方法 說明 01 open 打開文件，并且返回文件操作對象 02 read 將文件內容讀取到內存 03 write 將指定內容寫入文件 04 close 關閉文件
open 函數負責打開文件，并且返回文件對象 read/write/close 三個方法都需要通過 文件對象 來調用（3）read 方法 —— 讀取文件
open 函數的第一個參數是要打開的文件名（文件名區分大小寫） 如果文件 存在，返回 文件操作對象如果文件 不存在，會 拋出異常 read 方法可以一次性 讀入 并 返回 文件的 所有內容close 方法負責 關閉文件（如果忘記關閉文件，會造成系統資源消耗，而且會影響到后續對文件的訪問）注意：read 方法執行后，會把 文件指針 移動到 文件的末尾
# 1. 打開 - 文件名需要注意大小寫file = open('README')# 2. 讀取text = file.read()print(text)# 3. 關閉file.close()提示在開發中，通常會先編寫 打開 和 關閉 的代碼，再編寫中間針對文件的 讀/寫 操作！
（4）文件指針（知道）
文件指針 標記 從哪個位置開始讀取數據 第一次打開 文件時，通常 文件指針會指向文件的開始位置 當執行了 read 方法后，文件指針 會移動到 讀取內容的末尾 默認情況下會移動到 文件末尾思考
如果執行了一次 read 方法，讀取了所有內容，那么再次調用 read 方法，還能夠獲得到內容嗎？答案
不能 第一次讀取之后，文件指針移動到了文件末尾，再次調用不會讀取到任何的內容（5）打開文件的方式
open 函數默認以 只讀方式 打開文件，并且返回文件對象
語法如下：
f = open('文件名', '訪問方式')
訪問方式 說明 r 以只讀方式打開文件。文件的指針將會放在文件的開頭，這是默認模式。如果文件不存在，拋出異常 w 以只寫方式打開文件。如果文件存在會被覆蓋。如果文件不存在，創建新文件 a 以追加方式打開文件。如果該文件已存在，文件指針將會放在文件的結尾。如果文件不存在，創建新文件進行寫入 r+ 以讀寫方式打開文件。文件的指針將會放在文件的開頭。如果文件不存在，拋出異常 w+ 以讀寫方式打開文件。如果文件存在會被覆蓋。如果文件不存在，創建新文件 a+ 以讀寫方式打開文件。如果該文件已存在，文件指針將會放在文件的結尾。如果文件不存在，創建新文件進行寫入提示
頻繁的移動文件指針，會影響文件的讀寫效率，開發中更多的時候會以 只讀、只寫 的方式來操作文件寫入文件示例
# 打開文件f = open('README', 'w')f.write('hello python！n')f.write('今天天氣真好')# 關閉文件f.close()
（6） 按行讀取文件內容
read 方法默認會把文件的 所有內容 一次性讀取到內存 如果文件太大，對內存的占用會非常嚴重 readline 方法可以一次讀取一行內容 方法執行后，會把 文件指針 移動到下一行，準備再次讀取 讀取大文件的正確姿勢# 打開文件file = open('README')while True: # 讀取一行內容 text = file.readline() # 判斷是否讀到內容 if not text:break # 每讀取一行的末尾已經有了一個 `n` print(text, end='')# 關閉文件file.close()
（7） 文件讀寫案例 —— 復制文件
目標
用代碼的方式，來實現文件復制過程
小文件復制
打開一個已有文件，讀取完整內容，并寫入到另外一個文件
# 1. 打開文件file_read = open('README')file_write = open('README[復件]', 'w')# 2. 讀取并寫入文件text = file_read.read()file_write.write(text)# 3. 關閉文件file_read.close()file_write.close()
大文件復制
打開一個已有文件，逐行讀取內容，并順序寫入到另外一個文件
# 1. 打開文件file_read = open('README')file_write = open('README[復件]', 'w')# 2. 讀取并寫入文件while True: # 每次讀取一行 text = file_read.readline() # 判斷是否讀取到內容 if not text:break file_write.write(text)# 3. 關閉文件file_read.close()file_write.close()2、文件/目錄的常用管理操作 在 終端 / 文件瀏覽器、 中可以執行常規的 文件 / 目錄 管理操作，例如： 創建、重命名、刪除、改變路徑、查看目錄內容、…… 在 Python 中，如果希望通過程序實現上述功能，需要導入 os 模塊
文件操作
序號 方法名 說明 示例 01 rename 重命名文件 os.rename(源文件名, 目標文件名)02 remove 刪除文件 os.remove(文件名)
目錄操作
序號 方法名 說明 示例 01 listdir 目錄列表 os.listdir(目錄名) 02 mkdir 創建目錄 os.mkdir(目錄名) 03 rmdir 刪除目錄 os.rmdir(目錄名) 04 getcwd 獲取當前目錄 os.getcwd() 05 chdir 修改工作目錄 os.chdir(目標目錄) 06 path.isdir 判斷是否是文件 os.path.isdir(文件路徑)提示：文件或者目錄操作都支持 相對路徑 和 絕對路徑
3、Ptyhon 2.x 中如何使用中文在 Python 2.x 文件的 第一行 增加以下代碼，解釋器會以 utf-8 編碼來處理 python 文件
# *-* coding:utf8 *-*
這方式是官方推薦使用的！
也可以使用
# coding=utf8
unicode 字符串
在 Python 2.x 中，即使指定了文件使用 UTF-8 的編碼格式，但是在遍歷字符串時，仍然會 以字節為單位遍歷 字符串 要能夠 正確的遍歷字符串，在定義字符串時，需要 在字符串的引號前，增加一個小寫字母 u，告訴解釋器這是一個 unicode 字符串（使用 UTF-8 編碼格式的字符串）# *-* coding:utf8 *-*# 在字符串前，增加一個 `u` 表示這個字符串是一個 utf8 字符串hello_str = u'你好世界'print(hello_str)for c in hello_str: print(c)五、命名空間和作用域
變量是擁有匹配對象的名字（標識符）。命名空間是一個包含了變量名稱們（鍵）和它們各自相應的對象們（值）的字典。
一個Python表達式可以訪問局部命名空間和全局命名空間里的變量。如果一個局部變量和一個全局變量重名，則局部變量會覆蓋全局變量。
每個函數都有自己的命名空間。類的方法的作用域規則和通常函數的一樣。 Python會智能地猜測一個變量是局部的還是全局的，它假設任何在函數內賦值的變量都是局部的。因此，如果要給全局變量在一個函數里賦值，必須使用global語句。
#!/usr/bin/python# -*- coding: UTF-8 -*- Money = 2000def AddMoney(): # 想改正代碼就取消以下注釋: # global Money Money = Money + 1 print MoneyAddMoney()print Money1、dir()函數
dir()函數一個排好序的字符串列表，內容是一個模塊里定義過的名字。
返回的列表容納了在一個模塊里定義的所有模塊，變量和函數。如下一個簡單的實例：
#!/usr/bin/python# -*- coding: UTF-8 -*- # 導入內置math模塊import math content = dir(math) print content;
以上實例輸出結果：
[’__doc__’, ’__file__’, ’__name__’, ’acos’, ’asin’, ’atan’, ’atan2’, ’ceil’, ’cos’, ’cosh’, ’degrees’, ’e’, ’exp’, ’fabs’, ’floor’, ’fmod’, ’frexp’, ’hypot’, ’ldexp’, ’log’,’log10’, ’modf’, ’pi’, ’pow’, ’radians’, ’sin’, ’sinh’, ’sqrt’, ’tan’, ’tanh’]
在這里，特殊字符串變量__name__指向模塊的名字，__file__指向該模塊的導入文件名。
2、globals()和locals()函數 根據調用地方的不同，**globals()和locals()**函數可被用來返回全局和局部命名空間里的名字。 如果在函數內部調用locals()，返回的是所有能在該函數里訪問的命名。 如果在函數內部調用globals()，返回的是所有在該函數里能訪問的全局名字。 兩個函數的返回類型都是字典。所以名字們能用keys()函數摘取。3、reload()函數當一個模塊被導入到一個腳本，模塊頂層部分的代碼只會被執行一次。
因此，如果你想重新執行模塊里頂層部分的代碼，可以用reload()函數。該函數會重新導入之前導入過的模塊。語法如下：
reload(module_name)
在這里，module_name要直接放模塊的名字，而不是一個字符串形式。比如想重載hello模塊，如下：
reload(hello)
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