👳前言

这是新手教程的第四期了，前面已经出过了Python的基础入门、面向对象编程和正则三期，今天的内容是Python的模块与包。

如果你还没有看过前面的教程，有时间可以回去看一下，欢迎订阅我的专栏，这个系列的文章都会放在专栏里面，学完你就能无障碍进阶Python的任何方向。
Python新手入门教程专栏

模块与包在Python当中使用得不可谓不频繁，Python之所以代码量少、开发速度快，模块与包占据了非常大的原因，这也是新手在进阶爬虫、数据分析、web开发等方向必须掌握的技能。

👳一、模块

（一）定义

模块指的是Python的程序文件（源文件），模块的文件名就是模块名加上.py，里面包含了Python对象定义和Python语句，模块包含了定义函数、类和执行代码等等，一般情况下不要去修改模块，以免模块失效。

（二）模块导入

Python中允许导入的形式来进行模块调用，Python中的模块也是对象，模块中定义的所有全局变量，导入后都成为模块的属性。

1.语法1： import 模块名

如果要导入多个模块，可以只用1个import来导入多个模块，多个模块之间用逗号隔开即可，但是在Python的PEP8风格里面，不建议这么做，所以要导入几个模块，就写几个import来进行挨个导入。

例子：导入math模块并调用sqrt()开平方的功能对9进行开平方

import math
num = math.sqrt(9)
print(num)

输出结果：

3.0

提示一下，在Python中进行运算操作默认返回的是float类型，所以是3.0。

2.语法2： from 模块名 import 功能1，功能2

注意这里的功能后面不加括号。

例子：导入math模块并调用sqrt()开平方的功能对9进行开平方

from math import sqrt
num = sqrt(9)
print(num)

输出结果：

3.0

3.语法3：from 模块名 import

一般情况下，这个语法可以导入模块的所有功能，当你要用某个模块的多个功能的时候，就不用挨个写了，这里我就不举例了，都是一样的。

注意点：

这个方式并非在所有情况下都能导入模块中的所有功能，
如果模块中有__all__=["功能1"，"功能2"]这样的声明,
那么导入的模块只能用功能1和功能2，
如果模块中还有功能3等等功能，但是没有在__all__=[列表]中声明，则无法调用。

例子：(这个例子需要看完下面的自定义模块才看得懂)

新建了1个叫module1的模块，模块代码有2个功能：

def fun1() : #实现a+b并输出结果
    print("fun1")

def fun2() : #实现a+b并输出结果
    print("fun2")
__all__ = ["fun1"]  #声明只能调用fun1()

在另一个Python文件中用语法3的方式导入模块中的所有方法：

from module1 import *
fun1()
fun2()

执行结果只打印出来fun1,然后就报错提示fun2()没有被定义，无法识别，这就是因为

在module1中用__all__声明了可调用的方法只有fun1()。

（三）定义别名

有的模块或者模块内的功能名字比较长，多次使用的时候不方便，可以进行自定义模块或者功能的名字。

1.模块自定义别名： import 模块名 as 别名

例子：自定义time模块为别名t并使用。

import time as t
t.sleep(3)  #延迟三秒
print("hello world")

程序执行3秒后输出：

hello world

2.功能自定义别名： from 模块名 import 功能名 as 别名

例子：导入time模块并自定义sleep()功能为s这个名字

from time import sleep as s
s(5)	#延时5秒
print("hello world")

程序执行5秒后输出：

hello world

(四)自定义模块

每个人都能生成自定义模块来进行调用，自定义模块就是Python文件，我们写代码时创建的Python文件就相当于1个模块。

注意点：被调用的模块尽量放在当前Python文件相同目录下，否则导入时要声明所在文件夹才能导入。

例子：自定义1个模块，在另一个Python文件中进行调用。

新建1个名为module1的Python文件，代码如下：

def fun1(a,b) : #实现a+b并输出结果
    print(a+b)

相同目录下新建另一个Python文件，调用module1.py这个模块：

import module1
module1.fun1(20,30)

运行当前Python文件结果：

50

(五)模块的测试

每个模块导入的时候都默认被执行一遍，但同时在模块内部又存在着很多的内部测试代码，为了避免导入模块时执行了模块内部的测试代码，于是就牵扯到一个方法：

很多模块在内部都有测试方法：
if __name__ == "__main__":
	代码1

这个方法能够实现一个功能，在模块中执行的话，就会执行代码1的代码，在其他文件导入该模块的时候，则不会执行代码1的代码，所以一般模块内部的测试都放在了代码1当中。

为什么？神奇的点就在于__name__，它在当前文件中执行的结果是__main__，在其他文件导入时执行的结果是模块名，所以利用这一点，用上if语句就能判断模块执行到底是在当前文件执行还是被导入执行。

举例：

新建1个Python叫module1，作为模块,代码如下：

print(__name__) #打印__name__

执行结果：

__main__

再新建1个Python文件，导入刚才建好的module1.py模块：

import module1

执行结果：

module1

在当前文件的执行和被导入时执行，结果是不一样的，所以它成为了模块的内部测试方法。

注意点：在自定义的模块中，不建议写while循坏，不然导入的过程中一直在执行模块里面的while循坏，可能会跳不出来，也就是一直在导入模块，其他代码执行不到。

👳二、包

（一）定义

包就是将有联系的模块放在同一个文件夹下，并且该文件夹里有“__init__.py”这个文件，这个文件夹就叫做包。

包的特征：

1.包也是对象
2.必须有__init__.py文件
3.__init__.py文件是包的构造方法，控制着包的导入行为，一般是个空包
4.包里面不仅可以有模块，还可以有子包

（二）包的创建

在Pycharm软件中新建1个项目文件，创建完成后，打开Pycharm创建1个项目文件夹→点击文件夹→右键弹出选项→New→Python Package→完成创建，创建的新文件夹就是包，里面自动创建了init文件。

（三）包的导入

常规导入方法主要有2种。

方法1：import 包名.模块名.目标

方法2：import 包名.子包.模块名.目标

这里所说的目标可以是变量、函数等等对象，具体的在下面会讲到。

(四)包的使用

使用形式1：常规使用1

import 包名.模块名
包名.模块名.功能

举例：创建1个包，在另一个.py文件中使用，要求.py文件不包含在创建的包内。

步骤1，打开Pycharm新建一个项目，创建1个包，命名为demo，包里面新建1个.py文件，命名为my_module，代码如下：

a = 100
def fun1():
    print("这是1个包")

步骤2，打开另1个.py文件，导入已创建的包

import  demo.my_module
print(demo.my_module.a)
demo.my_module.fun1()

执行结果：

100
这是1个包

使用形式2：常规使用2

from 包名 import 模块名
模块名.功能
模块名.变量

举例：我沿用上面已经创建好的demo包，直接在步骤2中修改代码，用这个新方式去导入包并使用。

from demo import my_module
print(my_module.a)
my_module.fun1()

执行结果是一样的：

100
这是1个包

使用形式3：另起别名并使用

import 包名.模块名 as 别名
别名.功能
别名.变量

上面使用形式1中可能有人会发现，导入模块后的使用不太方便，又要包名又要模块名的，能不能简单点？当然可以，直接给包里的模块另起1个缩短的别名，后面直接用别名就可以了。

沿用上面的使用形式1的例子，这里我就不改动步骤1了，我直接在步骤2中进行另起别名。

import  demo.my_module as n1    #另起别名为n1
print(n1.a)
n1.fun1()

执行结果：

100
这是1个包

结果是一样的，但如果代码比较长的话，使用别名会方便很多。

当然了，这里也可以用使用形式2的方式导入包并另起别名，使用时用别名就可以了，这个方式我就不举例了，你们自己可以去试试。

使用方式4：导入某个功能

from 包名.模块名 import 功能1
功能1

这里我也沿用已创建好的包，直接在另一个.py文件中进行使用。

from demo.my_module import fun1
fun1()

执行结果：

这是1个包

使用方式5：导入所有功能

在模块导入的时候我们介绍了import /* 这个方式去导入模块里面的所有功能，在这里也可以这么入导入包里面的模块的所有功能。

举例，名叫“demo”包里面有1个模块叫“hhhh”，模块的代码如下：

def fun1(): 
    print("这是功能1")
def fun2():
    print("这是功能2")

然后我们在另一个.py文件中调用一下;

from demo.hhhh import *
fun1()
fun2()

执行结果:

这是功能1
这是功能2

6.关于all的使用

关于__all__的使用在模块的时候有介绍过，那是控制可以被导入的功能列表，但在包里面，__all__是控制可以被导入的模块列表，即声明哪些模块可以被导入。

包里面的__all__是在__init__文件中声明的，而不是在哪个模块中写的。

举例：一个包里面有多个模块，其中被all声明的模块可以被导入，不声明的不可以被导入。

步骤1，在名为demo的包里面有hhhh和my_module两个模块，但在int文件中被all声明只有hhhh文件可以使用，int文件的代码如下：

__all__ = [
    "hhhh"  # hhhh模块允许被导入
]

步骤2，在新的.py文件中导入demo包里面的hhhh和my_module两个模块：

from demo import *	#导入包里面的所有模块
hhhh.fun1()		#调用hhhh模块的fun1功能，输出“这是功能1”
my_module.fun1()	#调用my_module模块的fun1功能，输出“这是1个包”

执行结果：

很明显，虽然用 /* 导入了所有模块，但被all声明可导入的hhhh模块是可以被使用的，没被all声明的my_module模块是不能使用的，系统无法识别。

👳三、模块与包的作用

1.提高代码的可重用性。好用的代码不止你1个人可以用，很多人都可以重复使用它。

2.提高代码的可读性。如果所有的代码都放在1个.py文件中，那代码就太长了，增加了理解和维护难度，所以可以把一些常用的代码封装成包和模块，起1个望文生义的名字，需要的时候直接用就行，减少了代码的数量，提高了可读性。

3.减少代码的冗余。模块里面封装的一些方法，我们直接给参数去使用就可以了，不用把方法再写一遍，占用内存，也就减少了代码的冗余。

👳四、第三方库的安装

Python虽然有很多自带的模块和包，简称内置模块，但只会使用内置模块还不够，毕竟内置模块有限，我们经常会用到第三方的库，这个时候学习怎么安装第三方的库（包）是很必要的。

今天来介绍3种第三方模块与包的安装方法。

1.通过pip安装

可以通过包管理命令pip去进行第三模块与包的下载和安装，前提是你安装的Python是照着我前面在【Python基础入门】那篇文章所讲的方式去安装，所有的选项都勾选了，这样你就不用配置环境变量了，首先查看一下你的pip是否能用。
方法：WIN+R调出运行窗口→输入cmd→如果出现下面的pip信息则是可以使用pip

如果出现红字提示“cmd中 ’pip‘不是内部或外部命令，也不是可运行的程序或批处理文件”，那么你就手动配置一下环境变量吧，实在不行就回过头跟着我说的安装Python的步骤去重新装吧。

回到pip如何安装第三方模块与包的问题，首先我们得知道我们要安装的第三方模块与包是叫什么名字，比如Pillow这个第三方库，这是Python下非常强大的处理图像的工具库，安装方法是：

1.WIN+R调出运行窗口
2.输入cmd
3.输入 pip install Pillow
4.等待下载和安装的完成

有时候会出现很多红字提示下载失败，这个很正常，原因可能是：
（1）.pip版本过低，升级一下pip版本，在黑窗口输入：python -m pip install -U pip

（2）网络不好，多下载几遍就可以了

2.通过Pycharm安装

通过pip安装是不需要打开软件的，但我们也可以通过Pycharm进行安装，方法如下：
点击左上角的 File → Settings → Project:项目名 → Python interpreter → 点击 + →
输入你想安装的包名，选择你看上的 → 点击 Install Package → 等待下载和安装

3.通过渠道下载.whl文件安装

可以通过官网等渠道去搜索和下载你想要的包，官网：https://pypi.org/ ，搜索你要下载的第三方库，比如说Pillow这个库，直接搜就可以了：

然后选择你要下载的文件，比如Pillow8.3.2这个版本，进入下载页面，点击 Download files。

进去之后有很多的版本型号，建议选择与你符合的版本，否则可能装不了，这里要注意Python版本、系统和电脑的位数。

比如说我的Python装的是3.9.6的，所以我下的是cp39里面的，电脑是64位,用的是Windows系统，所以我下的版本是 Pillow-8.3.2-cp39-cp39-win_amd64.whl 这个文件。

下载好之后，WIN+R 打开命令行输入CMD，在黑窗口中输入 pip install 文件路径下的文件名，比如我下载后存放的路径是D:\谷歌浏览器，所以我在黑窗口输入的代码是：

pip install D:\谷歌浏览器\Pillow-8.3.2-cp39-cp39-win_amd64.whl

然后回车进行安装，等待安装完成。

👳结语

Python中的模块与包就先讲到这里了，有粉丝跟我说不知道该怎么去看这个系列的博文，我这里说明一下，下面这张图是我这个系列的文章知识板块的总览，主要分成基础入门和高级编程两块，跟着序号去学就可以。

比如说首先你才开始学Python，那你就看基础入门的文章，这一块的知识我都放成了一篇，学完之后再去看高级编程里面的文章，跟着序号去找对应的文章就可以了，虽然有些板块我还没整理好，但后续会陆续更新这一块的内容的。
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