Python如何优雅的写包——Packages

Python中的函数(Function)、类(Class)、模块(Module)、包库(Package)，都是为了实现模块化引用，让程序的组织更清晰有条理。

• 通常，函数、变量、类存储在被称为模块(Module)的.py文件中，一组模块文件又组成了包(Package)。
• 将函数、变量、类存储在存储在独立的.py文件中，可隐藏代码实现的细节，将不同代码块重新组织，与主程序分离，简化主程序的逻辑，提高主程序的可读性。
• 有了包和模块文件，可以在其他不同程序中进行复用，还可以使用其他人开发的第三方依赖库。
• 便于协同开发，不同人员独立开发各自的包，最后形成项目。

1. Packages官方解释

1.1 包(package)与模块(module)

python 官方对package的解释如下。官方地址：https://docs.python.org/zh-cn/3/tutorial/modules.html#packages

Packages 可以理解为一组模块的包，并用Package.Module的方式来构建命名空间。文件夹中必须有__init__.py 这个文件，才能使 Python 将包含该文件的目录视为包（Package）。

例如，这是一个官方的package例子，提供了关于声音处理的sound包：

sound/                          Top-level package
      __init__.py               Initialize the sound package
      formats/                  Subpackage for file format conversions
              __init__.py
              wavread.py
              wavwrite.py
              aiffread.py
              aiffwrite.py
              auread.py
              auwrite.py
              ...
      effects/                  Subpackage for sound effects
              __init__.py
              echo.py
              surround.py
              reverse.py
              ...
      filters/                  Subpackage for filters
              __init__.py
              equalizer.py
              vocoder.py
              karaoke.py
              ...

• __init__.py 必须有这个文件，才能使 Python 将包含该文件的目录视为包（Package）。__init__.py可以是一个空文件，也可以执行包的初始化代码或设置__all__变量。__all__指定的是指此包被import * 的时候, 哪些模块会被import进来.
• formats/ 、effects/ 、filters/ 是次一级的子包（Subpackage），每个子包中也有__init__.py 文件。
• echo.py等文件是子包中的模块（Module），模块中可能包含函数、类或变量。

引用包（package）中的模块（modules）的示例：

import sound.effects.echo
sound.effects.echo.echofilter(input, output, delay=0.7, atten=4)

引用包（package）中子包（submodule）的示例：

from sound.effects import echo
echo.echofilter(input, output, delay=0.7, atten=4)

直接引用包（package）中的函数或变量的示例：

from sound.effects.echo import echofilter
echofilter(input, output, delay=0.7, atten=4)

1.2 使用__all__提供包的显示索引

当我们直接采用from sound.effects import *时，可能会引用一些不需要的内容，或者导致加载速度过慢。 因此import 语句使用以下约定：包的__init__.py代码可以定义了一个名为__all__的列表，来指定用 * 时应导入的模块名称列表。假如sound/effects/__init__.py包含以下代码：

__all__ = [
    "echo", 
    "surround", 
    "reverse"
]

这意味着from sound.effects import *将会加载这3个字模块。

需要注意的是，子模块可能会被本地定义的函数名遮挡，如果您在sound/effects/__init__.py文件中添加了一个reverse函数，则from sound.effects import *将只导入两个子模块echo和surround，而不导入reverse子模块，因为本地定义了reverse函数名：

__all__ = [
    "echo",      # refers to the 'echo.py' file
    "surround",  # refers to the 'surround.py' file
    "reverse",   # !!! refers to the 'reverse' function now !!!
]

def reverse(msg: str):  # <-- this name shadows the 'reverse.py' submodule
    return msg[::-1]    #     in the case of a 'from sound.effects import *'

1.3 包内引用

构造成的子包（如示例中的sound包），可以使用绝对导入来引用兄弟包的子模块。例如，如果模块sound.filter.vocoder需要使用sound.effects包中的echo模块，则可以使用 from sound.effects import echo。

您还可以使用import语句的from module import name形式相对导入。这些导入使用.来指示相对导入中涉及的当前包和父包。例如，从surround模块中，可以使用：

from . import echo
from .. import formats
from ..filters import equalizer

请注意，相对导入基于当前模块的名称。由于主模块的名称始终为__main__，因此打算用作Python应用程序主模块的模块必须始终使用绝对导入。

2. 示例demo

创建以下目录结构文件:

package-test
|- __init__.py
|- package_1
|-- subpackage_1
|--- __init__.py
|--- module_1.py
|--- module_2.py

module_1.py:

def func_1():
    print('func_1')

module_2.py:

def func_2():
    print('func_2')

子包subpackage_1中定义了__init__.py，包含了module_1及module_2两个子模块：

from . import module_1
from . import module_2	# 注：每个模块占一行，方便版本控制时查看diff

__all__ = [
    'module_1',		# 注：每个模块占一行，便于版本控制时查看diff
    'module_2',
]

包package_1中定义了__init__.py，包含了subpackage_1子包：

from . import subpackage_1

__all__ = [
    'subpackage_1',
]

主函数main.py可调用pakcage_1包的内容：

from package_1 import subpackage_1

if __name__ == '__main__':
    subpackage_1.module_1.func_1()
    subpackage_1.module_2.func_2()

代码007普通

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