1. 模塊（Module）

在計算機程序的開發過程中，隨著程序代碼越寫越多，在一個文件里代碼就會越來越長，越來越不容易維護。
為了編寫可維護的代碼，我們把很多函數分組，分別放到不同的文件里，這樣，每個文件包含的代碼就相對較少，很多編程語言都采用這種組織代碼的方式。在Python中，一個.py文件就稱之為一個模塊（Module）。

使用模塊有什么好處？

最大的好處是大大提高了代碼的可維護性。其次，編寫代碼不必從零開始。當一個模塊編寫完畢，就可以被其他地方引用。我們在編寫程序的時候，也經常引用其他模塊，包括Python內置的模塊和來自第三方的模塊。

使用模塊還可以避免函數名和變量名沖突。相同名字的函數和變量完全可以分別存在不同的模塊中，因此，我們自己在編寫模塊時，不必考慮名字會與其他模塊沖突。但是也要注意，盡量不要與內置函數名字沖突。

你也許還想到，如果不同的人編寫的模塊名相同怎么辦？為了避免模塊名沖突，Python又引入了按目錄來組織模塊的方法，稱為包（Package）。

舉個例子，一個abc.py的文件就是一個名字叫abc的模塊，一個xyz.py的文件就是一個名字叫xyz的模塊。
現在，假設我們的abc和xyz這兩個模塊名字與其他模塊沖突了，于是我們可以通過包來組織模塊，避免沖突。方法是選擇一個頂層包名，比如mycompany，按照如下目錄存放

            
mycompany
├─ __init__.py
├─ abc.py
└─ xyz.py

          

引入了包以后，只要頂層的包名不與別人沖突，那所有模塊都不會與別人沖突。現在，abc.py模塊的名字就變成了mycompany.abc，類似的，xyz.py的模塊名變成了mycompany.xyz。

請注意，每一個包目錄下面都會有一個__init__.py的文件，這個文件是必須存在的，否則，Python就把這個目錄當成普通目錄，而不是一個包。__init__.py可以是空文件，也可以有Python代碼，因為__init__.py本身就是一個模塊，而它的模塊名就是mycompany。

類似的，可以有多級目錄，組成多級層次的包結構。比如如下的目錄結構：

            
mycompany
 ├─ web
 │ ├─ __init__.py
 │ ├─ utils.py
 │ └─ www.py
 ├─ __init__.py
 ├─ abc.py
 └─ xyz.py

          

文件www.py的模塊名就是mycompany.web.www

Notes: 自己創建模塊時要注意命名，不能和Python自帶的模塊名稱沖突。例如，系統自帶了sys模塊，自己的模塊就不可命名為sys.py，否則將無法導入系統自帶的sys模塊。

2. 使用模塊

Python本身就內置了很多非常有用的模塊，只要安裝完畢，這些模塊就可以立刻使用。

我們以內建的sys模塊為例，編寫一個hello的模塊：

            
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'''
#!/usr/bin/env python3 
# -*- coding: utf-8 -*-

' a test module '

__author__ = 'Michael Liao'

import sys

def test():
  args = sys.argv  # argv參數用列表存儲命令行的所有參數
  if len(args)==1: # 當列表長度為1時即只有一個參數時
    print('Hello, world!')
  elif len(args)==2: # 當命令行有兩個參數時
    print('Hello, %s!' % args[1])
  else:
    print('Too many arguments!')

if __name__=='__main__':
  test()


          

第1行和第2行是標準注釋，第1行注釋可以讓這個hello.py文件直接在Unix/Linux/Mac上運行，第2行注釋表示.py文件本身使用標準UTF-8編碼；

第4行是一個字符串，表示模塊的文檔注釋，任何模塊代碼的第一個字符串都被視為模塊的文檔注釋；

第6行使用__author__變量把作者寫進去，這樣當你公開源代碼后別人就可以瞻仰你的大名；

以上就是Python模塊的標準文件模板，當然也可以全部刪掉不寫，但是，按標準辦事肯定沒錯。

后面開始就是真正的代碼部分。

你可能注意到了，使用sys模塊的第一步，就是導入該模塊：

            
import sys

          

導入sys模塊后，我們就有了變量sys指向該模塊，利用sys這個變量，就可以訪問sys模塊的所有功能。

sys模塊有一個argv變量，用list存儲了命令行的所有參數。argv至少有一個元素，因為第一個參數永遠是該.py文件的名稱，例如：

運行python3 hello.py獲得的sys.argv就是['hello.py']，注意這里python3不算是參數；

運行python3 hello.py Michael獲得的sys.argv就是['hello.py', 'Michael]。

最后，注意到這兩行代碼：

            
if __name__=='__main__':
  test()

          

當我們在命令行運行hello模塊文件時，Python解釋器把一個特殊變量__name__置為__main__，而如果在其他地方導入該hello模塊時，if判斷將失敗，因此，這種if測試可以讓一個模塊通過命令行運行時執行一些額外的代碼，最常見的就是運行測試。

我們可以用命令行運行hello.py看看效果：

            
$ python3 hello.py
Hello, world!
$ python hello.py Michael
Hello, Michael!

          

如果啟動Python交互環境，再導入hello模塊：

            
>>> import hello
>>>

          

導入時，沒有打印Hello, word!，因為沒有執行test()函數。

調用hello.test()時，才能打印出Hello, word!：

            
>>> hello.test()
Hello, world!
          

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