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当程序逐渐复杂时，把所有代码写在一个文件里会让结构变得混乱、难以维护。模块化编程的思想就是把代码拆分成多个文件（模块），通过合理的组织结构，让代码更加清晰、易于管理。Python 提供了灵活的模块和包机制来实现模块化编程。
- 什么是模块
模块就是一个包含 Python 定义和语句的文件，扩展名通常是.py。例如：
# 文件名：mymodule.py
def greet(name):
return f"Hello, {name}!"
在另一个文件中，我们可以通过 import 导入并使用：
import mymodule
print(mymodule.greet("Alice"))
- 几种常见的导入方式
Python 提供了多种导入模块的方式：
# 方式 1：直接导入模块
import math
print(math.sqrt(16))
# 方式 2：导入模块中的特定函数
from math import sqrt
print(sqrt(25))
# 方式 3：为模块或函数起别名
import math as m
print(m.pi)
from math import factorial as fact
print(fact(5))
使用别名可以避免模块名过长或与其他变量冲突。
- 自定义模块
我们可以创建自己的模块。例如创建calculator.py文件：
# calculator.py
def add(a, b):
return a + b
def multiply(a, b):
return a * b
然后在主程序中使用：
import calculator
print(calculator.add(3, 4))
print(calculator.multiply(2, 5))
- 什么是包
包是一个包含多个模块的文件夹。文件夹中必须有一个__init__.py文件（可以为空，也可以写初始化代码）。
例如文件结构：
mypackage/
__init__.py
module1.py
module2.py
在代码中使用：
from mypackage import module1, module2
这样可以把功能相关的模块组织在一起，便于管理。
- 相对导入与绝对导入
在包中，可以使用两种方式导入：
-
绝对导入 ：从包的根目录开始导入，例如：
from mypackage import module1 -
相对导入 ：使用
.或..进行相对路径导入，例如：from . import module1 # 同目录 from ..subpackage import module2 # 上一级目录
- 模块的
__name__属性
每个模块都有一个特殊变量__name__。当模块被直接运行时，__name__ == "__main__"；当模块被导入时，__name__的值是模块名。
# test_module.py
def hello():
print("Hello, world!")
if __name__ == "__main__":
hello() # 只有直接运行该文件时才会执行
这是一种常用的写法，用来区分脚本的直接执行和被导入使用。
- 模块搜索路径
当我们导入一个模块时，Python 会按照以下顺序查找： - 当前目录
- 系统环境变量
PYTHONPATH中指定的路径 - Python 的标准库路径
可以通过查看 sys.path 来获取模块搜索路径：
import sys
print(sys.path)
- 模块化编程的好处
- 代码复用 ：常用的函数和类可以写成模块，在多个项目中重复使用。
- 结构清晰 ：将代码拆分成模块和包，便于理解和维护。
- 协作开发 ：多个开发人员可以负责不同的模块，提高效率。
总结：
Python 的模块化编程思想为我们提供了清晰的代码组织方式。通过模块和包的划分，程序结构更加清晰，逻辑层次更加分明。在后续学习中，我们还会进一步接触 Python 的标准库和第三方模块，逐步建立高效的代码组织能力。
练习与思考：
- 创建一个自定义模块
string_utils.py，包含字符串反转和统计单词数量的函数，并在主程序中导入使用。 - 创建一个包
math_tools，其中包含arithmetic.py和geometry.py，分别实现基础运算和几何计算。 - 使用
__name__ == "__main__"编写一个模块，既可以被导入使用，又可以单独运行进行测试。
正文完
