Chapter 20 Python包

欢迎大家订阅【Python从入门到精通】专栏，一起探索Python的无限可能！

---

前言

在 Python 中，包是组织代码的重要方式，它使得代码的管理和复用变得更加高效和简洁。本文详细讲解了 Python 包的概念和使用以及如何利用第三方包扩展 Python 的功能和特性。

---

本篇文章参考：黑马程序员

一、自定义包

1. 什么是Python包？

思考：在Python编程中，通过导入外部模块可以扩展代码的功能。但是，如果Python的模块过多，可能会造成一定的混乱，我们应该如何管理呢？
答：可使用Python包的结构和管理方式来有效组织和管理这些模块。

Python包（Package）是一种组织和管理Python模块的方式。

2. 目录结构

一个Python包实际上是一个包含多个模块的目录。包的目录下必须包含一个特殊的文件，通常是__init__.py，这个文件可以是空的，也可以包含初始化代码，用于标识该文件夹是Python的包，而非普通的文件夹。

3. 导入方式

通过点号.语法来导入特定的模块或子包。

方式一：
import 包名.模块名
包名.模块名.目标

方式二：
from 包名 import 模块名
模块名.目标

方式三：
from 包名.模块名 import 目标
目标

方式四：
from 包名.模块名 import *
模块名.目标

例如：
新建一个my_package包，并在包下定义两个模块my_module1.py和my_module1.py。

在模块my_module1.py输入如下代码：

def info_print1():
    print("我是模块1的功能函数代码")
1
2

在模块my_module2.py输入如下代码：

def info_print2():
    print("我是模块2的功能函数代码")
1
2

导入自定义的包中的模块并使用

"""
方式一：
import 包名.模块名
包名.模块名.目标
"""
import my_package.my_module1
import my_package.my_module2

my_package.my_module1.info_print1()
my_package.my_module2.info_print2()
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

输出结果：
我是模块1的功能函数代码
我是模块2的功能函数代码

"""
方式二：
from 包名 import 模块名
模块名.目标
"""
from my_package import my_module1
from my_package import my_module2
my_module1.info_print1()
my_module2.info_print2()
1
2
3
4
5
6
7
8
9

输出结果：
我是模块1的功能函数代码
我是模块2的功能函数代码

"""
方式三：
from 包名.模块名 import 目标
目标
"""
from my_package.my_module1 import info_print1
from my_package.my_module2 import info_print2
info_print1()
info_print2()
1
2
3
4
5
6
7
8
9

输出结果：
我是模块1的功能函数代码
我是模块2的功能函数代码

"""
方式四：
from 包名.模块名 import *
模块名.目标
"""
from my_package import *
my_module1.info_print1()
my_module2.info_print2()
1
2
3
4
5
6
7
8

输出结果：
我是模块1的功能函数代码
我是模块2的功能函数代码

4. __all__变量

通过在 __init__.py 中定义 __all__ 变量，可控制 import * 能够导入的内容。

在模块 __init__.py 中输入如下代码：

__all__=['my_module1']
1

通过__all__变量控制import*

from my_package import *
my_module1.info_print1()
my_module2.info_print2()   # my_module1没有被包含在 __all__ 中，会报错
1
2
3

输出结果：
我是模块1的功能函数代码
NameError: name ‘my_module2’ is not defined. Did you mean: ‘my_module1’?

注意:
__all__变量针对的是 from 包名.模块名 import *这种导入方式，对import xxx 这种导入方式无效。

二、第三方包

1. 什么是第三方包？

通过前面的学习我们知道，包可以包含多个Python模块，而每个模块又内含多个的功能。因此，我们可以将一个包视为一组相关功能的集合。

在 Python 中，第三方包指的是由社区或个人开发并发布的，不是 Python 标准库的包。这些包可以为开发者提供各种额外的功能和特性，从而扩展 Python 的基本功能，如：

这些第三方的包，极大的丰富了Python的生态，提高了开发效率。但是由于是第三方，所以Python没有内置，我们需要安装它们才可导入使用。

2. 安装第三方包

①pip安装

命令格式:
pip install 包名称

Win+R 打开运行对话框，在对话框中输入cmd并回车进入命令提示符。

输入pip install 包名称即可通过网络快速安装第三方包。
例如，安装NumPy包：

由于pip是连接的国外的网站进行包的下载，所以有时候下载速度很慢。
我们可以通过如下命令，让其连接国内的网站进行包的安装：

命令格式：
pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple 包名称

https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple 是清华大学提供的一个网站，可供pip程序下载第三方包。
例如，安装Pandas包：

②Pycharm安装
PyCharm也提供了安装第三方包的功能。

如果下载速度很慢，可其连接国内的网站（https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple）进行包的安装。

【例题】

str_util.py：

# 字符串相关工具
def str_reverse(s):
    """
    功能：将字符串反转
    :param s:将被反转的字符串
    :return:反转后的字符串
    """
    return s[::-1]

# 字符串相关工具
def substr(s,x,y):
    """
    功能：按照给定下标完成给定字符串的切片
    :param s:即将被切片的字符串
    :param x:切片的开始下标
    :param y:切片的结束下标
    :return:切片完成后的字符串
    """
    return s[x:y]

# 测试功能
if __name__ == '__main__':
    print(str_reverse("Hello"))
    print(substr("Python",1,3))
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24

输出结果：
olleH
yt

file_util.py：

# 文件处理相关工具
def print_file_info(file_name):
    """
    功能：将给定路径的文件内容输出到控制台中
    :param file_name:即将读取的文件路径
    :return:None
    """
    f1=None   #设置初始值
    try:
        f1=open(file_name,"r",encoding="UTF-8")
        content=f1.read()
        print("文件全部内容如下：")
        print(content)
    except Exception as e:
        print(f"程序出现异常，原因为{e}")
    finally:
        # 如果f1为None,执行f1.close()会引发AttributeError异常
        # 因此设置判断 if f1: 确保在关闭文件之前，f1 确实指向一个非 None 的有效文件对象，避免潜在的错误。
        if f1:   # 如果变量为None,表示False，不会执行f1.close()
            f1.close()

def append_to_file(file_name, data):
    """
    功能：将指定的数据追加到指定的文件中
    :param file_name:指定的文件路径
    :param data:指定的数据
    :return:None
    """
    f2=open(file_name,"a",encoding="UTF-8")
    f2.write(data)
    f2.write("\n")
    f2.close()

if __name__ == '__main__':
    print_file_info("D:/test.txt")
    append_to_file("D:/test.txt", "Hello Python!!!")
    append_to_file("D:/test.txt", "Hello World!!!")


1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39

新建一个test.txt文本文件并输入如下内容：

输出结果：
文件全部内容如下：
Hello python!
Hello everyone!