Python3快速入門（四）——Python包管理

一、Python包簡介

1、包

Python中使用包管理模塊，包通常對應一個目錄，必須在目錄下創建一個 init .py模塊， init .py模塊的模塊名稱即為包名，Python才會將目錄解析為包。
init .py文件內可以定義初始化包的內容，導入包的內容，限制包內模塊的導出。
init .py文件可以為空，也可以是一個模塊，其模塊名稱為包名稱。
導入包或包的模塊、變量、函數時， init .py文件會被自動執行。

2、模塊

Python中一個.py文件就是一個模塊。
Python 中用?import?或者?from...import?來導入相應的模塊。
將整個模塊(somemodule)導入，格式為：?import somemodule
從某個模塊中導入某個函數或變量，格式為：?from somemodule import somefunction
從某個模塊中導入多個函數，格式為：?from somemodule import firstfunc, secondfunc, thirdfunc
將某個模塊中的全部函數或變量導入，格式為： ?from somemodule import * 

            
              import sys
print('================Python import module==========================')
print('命令行參數為:')
for i in sys.argv:
    print(i)
print("python 路徑為", sys.path)

from sys import argv, path  # 導入特定的成員

print('================python from import===================================')
print(argv)
print(path)

對導入的模塊進行重命名
Import package.module as name
import導入包或模塊時，如果導入模塊較多需要換行，可以使用反斜杠，或是將使用小括號將包含所有的模塊。
包和模塊不會被重復導入。

3、模塊的內置變量

模塊內部預定義了內置變量：
name ：當前模塊名稱
package ：當前模塊所屬包的名稱
doc ：當前模塊的注釋內容
file ：當前文件 

            
              # -*- coding:utf-8 -*-
print("name: " + __name__)
print("package: " + (__package__ or "當前模塊不屬于任何包"))
print("doc: " + (__doc__ or "當前模塊沒有任何注釋"))
print("file: " + __file__)
# name: __main__
# package: 當前模塊不屬于任何包
# doc: 當前模塊沒有任何注釋
# file: test.py

如果某個文件被當作入口文件，內置變量 package 沒有值， name 值為 main ， doc ， file 值為文件名稱（不含路徑）。
每個模塊都可以任意寫一些沒有縮進的代碼，并且在載入時自動執行，為了區分模塊是主執行文件還是被調用的模塊文件，Python引入了一個變量 name ，當文件是被調用時， name 的值為模塊名，當文件作為入口被執行時， name 為' main '。因此，可以在每個模塊中寫上測試代碼，測試代碼僅當模塊被Python直接執行時才會運行，代碼和測試結合在一起，完美實現對測試驅動開發（TDD）的支持。 

            
              if __name__ == "__main__":
    function_name()

將一個模塊文件作為模塊執行而不是應用執行的命令如下：
python3 -m package.module

二、Python包管理

1、導入包和模塊

import只能導入包和模塊，不能直接導入變量或者函數。對于多層包嵌套后導致導入名稱過長，可以為其重命名。 

            
              import package1.package2.module_name
import package1
import package1.module_name
import package1.package2.module_name as new_name

導入包和模塊時需要避免循環導入，兩個或者多個模塊文件互相導入會報錯。
Python在導入模塊時，會執行模塊里的所有內容，但多次導入只會執行一次。
Import導入包或模塊時，Python 解釋器尋找模塊的優先級如下：
A、當前目錄
B、環境變量PYTHONPATH
C、sys.path(list 類型)
模塊在被導入執行時，Python解釋器為加快程序的啟動速度，會在與模塊文件同一目錄下自動生成.pyc文件，.pyc是經過編譯后的字節碼。
Python使用縮進對齊組織代碼的執行，所有沒有縮進的代碼（非函數定義和類定義），都會在載入時自動執行。

2、導入變量和函數

導入某個模塊的變量，多個使用逗號分隔
from package1.package2.module_name import variable_name

導入某個模塊的函數，多個使用逗號分隔
from package1.package2.module_name import function_name
導入某個包的某個模塊，多個使用逗號分隔
from package1 import module_name
導入模塊的所有變量和函數
from package1.module_name import *
在模塊內使用內置 all 屬性指定本模塊可以導出的變量或函數，外部導入只能使用指定的變量或函數。
在模塊( *.py )中使用導出 all 列表里的類、函數、變量等成員，否則將導出所有不以下劃線開頭（私有）的成員，在模塊中使用 all 屬性可避免在相互引用時的命名沖突。 

            
              #!/usr/bin/python3

__all__ = ["variable1", "variable2", "function_name1", "function_name2"]

variable1 = 0
variable2 = 0

def function_name1(args):
    pass

def function_name2(args):
    pass

在導入變量和函數時，如果變量和函數太多需要換行，則可以使用反斜杠換行或是使用小括號修飾多個變量或函數。 

            
              from package1.module_name import variable1, variable2 \
    variable3, function_name1

from package1.module_name import (variable1, variable2, 
                                  function_name2, function_name2)

3、頂級包

頂級包與入口文件 main.py 的位置有關，與 main.py 同級的包是頂級包，因此main.py入口文件不屬于任何包。

4、相對導入

相對導入是導入模塊時指定被導入模塊名稱的相對路徑。
import 不支持相對導入，只能使用 from ... import ... 格式實現相對導入，
“ . ?.. ?... ” 來表示相對路徑，一個點表示當前包，兩個點表示上一級包，以此類推。
入口文件中沒有包的概念，因此不能使用相對導入。
使用相對導入不要超出頂級包，入口文件同級的包都不能使用相對導入。
在main.py如果作為模塊執行時，可以使用相對導入，此時使用如下命令執行：
python3 -m main.py

5、絕對導入

絕對導入是導入時必須指定從頂級包到被導入模塊名稱的完整路徑，可以使用import 和 from ... import ...進行導入。

6、 init .py模塊

init .py文件存在包的根目錄下，當包或者包中的任意模塊或模塊中變量、函數被導入時， init .py中內容會首先自動被執行。因此， init .py文件可以實現如下應用：
A、限制本包的模塊導入
在 init .py中寫入內置函數 all ，決定哪些模塊可以被外部導入。
__all__ = ["module_name1", "module_name2"]
B、批量導入
如果包內多個模塊文件都需要用到某些模塊文件時，可以在包的 init .py文件中導入需要的模塊文件，然后就可以在本包不同的模塊文件中直接使用導入的模塊 。

三、Python項目結構

1、Python文件結構

通常，Python文件結構如下： 

            
              #!/usr/bin/python3

# 模塊文檔
"""
    This is an example.
"""

# 模塊導入
import sys
import os

# 定義全局變量
debug = True

# 定義類
class class_name:
    pass

# 定義函數
def function_name():
    pass

# 主程序
if __name__ == "__main__":
    function_name()

2、Python項目目錄結構

通常，Python項目的目錄結構如下：
README：項目說明文檔。
bin（scripts）：存放項目的可執行腳本。
project_name：存放項目的所有源代碼，程序的入口文件最好命名為main.py。
docs: 存放項目文檔。
tests：測試代碼目錄。
extras：項目擴展部分，不屬于項目必需的部分，存放與項目相關的sample、poc，通常子目錄如下dev_example、production_example、test1_poc、test2_poc。
setup.py：項目安裝、部署、打包的腳本。
requirements.txt：存放軟件依賴的外部Python包列表。
README：項目說明文件。
LICENSE.txt：版權聲明
ChangeLog.txt：版本變更日志記錄
AUTHORS：作者清單
INSTALL：安裝說明
MANIFEST.in：裝箱清單文件
MAKEFILE：編譯腳本

四、pipenv包管理工具

1、pipenv簡介

Python項目開發中，在開發需求完成并測試好后，需要發布到正式服務器，此時會面臨環境依賴問題。Python項目可能會有多個第三方模塊包，并且可能會有版本約束問題，因此需要一個虛擬環境，在虛擬環境里面模擬出跟服務器相同的環境。
pipenv ，全稱為Python Development Workflow for Humans，旨在為開發項目自動創建和管理虛擬環境并管理 Python 包，是virtualenv 和pip的合集，通過創建指定python版本的虛擬環境和安裝依賴包，提供各個項目隔離的開發環境。

2、pipenv安裝

對于Python3，安裝命令如下：
pip3?install?pipenv
安裝結果查看：
pipenv?–version

3、pipenv常用命令

pipenv?--three
pipenv?--?two
pipenv --python 3.x.x
pipenv --python 2.x.x
創建虛擬環境，并指定Python版本
pipenv shell從系統環境切換到虛擬環境
pipenv install xxxx在虛擬環境安裝軟件包
exit退出虛擬環境
pipenv uninstall [module_name] 刪除Python包
pipenv --rm刪除虛擬環境
pipenv --where 列出本地工程路徑
pipenv --venv 列出虛擬環境路徑
pipenv --py 列出虛擬環境的Python可執行文件
pipenv install 創建虛擬環境
pipenv install [moduel] 安裝包
pipenv install [moduel] --dev 安裝包到開發環境
pipenv uninstall [module] 卸載包
pipenv graph 查看包依賴
pipenv lock 生成lockfile
pipenv run python [pyfile] 運行py文件
pipenv uninstall --all?卸載全部包并從Pipfile中移除

4、更換源

pipenv默認的Pipfile?文件中指定使用官方源鎖定依賴，會導致速度過慢，解決方案自然是更換國內源，常用國內源如下：
阿里云：http://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/
清華大學：https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple/
中國科學技術大學：https://pypi.mirrors.ustc.edu.cn/simple/
源更換需要將Pipfile?文件中url的值替換為國內源。 

            
              [[source]]
name = "pypi"
url = "http://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/ "
verify_ssl = true

[dev-packages]

[packages]
pymysql = "*"
pymango = "*"
mysql-connector = "*"
mysqldb = "*"
mysql-python = "*"

[requires]
python_version = "3.7"