淺談python模組的匯入操作

1.什麼是模組

在Python中有一個概念叫做模組(module).
所謂模組，就是將程式碼量較大的程式分割成多個有組織的，彼此獨立但雙能互相互動的程式碼片段，
這些自我包含的有組織的程式碼段就是模組。

2.模組的特點

python中的模組有以下特點：

1.python中，一切皆物件，模組也是物件
2.模組在物理形式上表現為以.py結尾的程式碼檔案。
3.一個模組也可以被看作是一個檔案，一個檔案也可以被當作一個獨立的模組被別的程式匯入呼叫。
4.模組的檔名就是模組的名字加上副檔名.py
5.每個模組都有自己的名稱空間

python允許”匯入”其它的模組以實現程式碼重用，從而也實現了將獨立的程式碼檔案組織成
更大的程式系統的作用。一個模組在被匯入後，在一個模組的頂層定義的所有變數都在
被匯入時成為了被匯入模組的屬性

python中的每一個模組就是一個名稱空。一個模組的名稱空間可以通過dict 或
dir(M)獲取，模組屬性可以通過點號(.)運算子獲取，格式為M.attr，並且每
個模組都是一個獨立的作用域(本地變數就是全域性變數)。

3.python程式的組成

一個python程式通常包括一個頂層程式檔案和其它的模組檔案:

    頂層檔案：包含了程式的主要控制流程
    模組檔案：為頂層檔案或其它模組提供各種功能性元件

模組首次匯入(或過載)時，python會立即執行模組檔案的頂層程式程式碼(也即不在函式內的程式碼)，而位於函式主體內的直到函式被呼叫後才會執行

4.模組的執行環境

模組是被匯入的，但模組內部也可以匯入和使用其它模組，這些模組可以用python或其它程式語言寫成
模組可內含變數，函式以及類來進行工作，而函式和類可以包含變數和其它元素

5.模組的匯入

在匯入模組時只能使用模組名，而不能使用帶.py字尾的模組檔名
在python直譯器下，輸入
    help("modules")
命令可以列出系統上已經安裝的所有的模組

>>> help("modules")

Please wait a moment while I gather a list of all available modules...

CDROM               atexit              importlib           select
DLFCN               attr                incremental         selectors
IN                  audioop             inspect             setuptools
IPython             automat             io                  shelve
TYPES               autoreload          ipaddress           shlex
__future__          base64              ipython_genutils    shutil
_ast                bdb                 itertools           signal
_bisect             binascii            jedi                simplegeneric
_bootlocale         binhex              json                site
_bz2                bisect              keyword             six
_codecs             builtins            lib2to3             smtpd
_codecs_cn          bz2                 linecache           smtplib
_codecs_hk          cProfile            locale              sndhdr
_codecs_iso2022     calendar            logging             socket
_codecs_jp          cgi                 lzma                socketserver
_codecs_kr          cgitb               macpath             spwd
_codecs_tw          chunk               macurl2path         sqlite3
_collections        class               mailbox             sre_compile
_collections_abc    cmath               mailcap             sre_constants
_compat_pickle      cmd                 marshal             sre_parse
_compression        code                math                ssl
_crypt              codecs              mimetypes           stat
_csv                codeop              mmap                statistics
_ctypes             collections         modulefinder        storemagic
_curses             colorsys            multiprocessing     string
_curses_panel       compileall          netrc               stringprep
_datetime           concurrent          nis                 struct
_dbm                configparser        nntplib             subprocess
_decimal            constantly          ntpath              sunau
_dummy_thread       contextlib          nturl2path          symbol
_elementtree        copy                numbers             sympyprinting
_functools          copyreg             numpy               symtable
_gdbm               crypt               opcode              sys
_hashlib            csv                 operator            sysconfig
_heapq              ctypes              optparse            syslog
_imp                curses              os                  tabnanny
_io                 cythonmagic         ossaudiodev         tarfile
_json               datetime            packaging           telnetlib
_locale             dbm                 parser              tempfile
_lsprof             decimal             pathlib             termios
_lzma               decorator           pdb                 test
_markupbase         difflib             pexpect             tests
_multibytecodec     dis                 pickle              textwrap
_multiprocessing    distutils           pickleshare         this
_opcode             django              pickletools         threading
_operator           doctest             pip                 time
_osx_support        dummy_threading     pipes               timeit
_pickle             easy_install        pkg_resources       token
_posixsubprocess    else_exp            pkgutil             tokenize
_pydecimal          email               platform            tornado
_pyio               encodings           plistlib            trace
_random             ensurepip           poplib              traceback
_signal             enum                posix               tracemalloc
_sitebuiltins       errno               posixpath           traitlets
_socket             exampleproj         pprint              tty
_sqlite3            faulthandler        profile             twisted
_sre                fcntl               prompt_toolkit      types
_ssl                filecmp             pstats              typing
_stat               fileinput           psutil              unicodedata
_string             fnmatch             pty                 unittest
_strptime           formatter           ptyprocess          urllib
_struct             fractions           pwd                 uu
_symtable           ftplib              py_compile          uuid
_sysconfigdata      functools           pyclbr              venv
_testmultiphase     gc                  pydoc               virtualenv
_thread             genericpath         pydoc_data          virtualenv_support
_threading_local    getopt              pyexpat             warnings
_tracemalloc        getpass             pygments            wave
_warnings           gettext             pyparsing           wcwidth
_weakref            glob                pytz                weakref
_weakrefset         grp                 queue               webbrowser
abc                 gzip                quopri              wsgiref
aifc                hashlib             random              xdrlib
antigravity         heapq               re                  xml
appdirs             hmac                readline            xmlrpc
argparse            html                reprlib             xxlimited
array               http                resource            xxsubtype
ast                 idlelib             rlcompleter         zipapp
asynchat            imaplib             rmagic              zipfile
asyncio             imghdr              runpy               zipimport
asyncore            imp                 sched               zlib

使用import語句可以匯入一個或多個指定的模組，但是建議一個import語句只匯入一個模組

語法:

import module1[,module2[,....moduleN]]

如果被匯入的模組名字太長時，可以為被匯入的模組設定一個別名，但是要注意所起的別名不要與系統或者是自己設定的變數重名

語法：

import module as module_alias

使用from-import語句只匯入指定模組的部分屬性至當前名稱空間

語法：

from module import name1[,name2[,....nameN]]

import語句和from-import語句的不同點：

1.import和from-import都是賦值語句，
    import和from是可執行語句，類似於def，因此可以巢狀在if測試中，出現於def中等等，python執行到這些語句時才會對其進行解析，這樣所有來自模組的屬性僅在import語句執行後才能使用
2.import和from都是隱性賦值語句
    import將整個模組物件賦值給一個變數名
    from將一個或多個變數名賦值給匯入此模組的模組中的同名物件

6.import的工作機制

import語句匯入指定的模組時會執行三個步驟
    1.在指定路徑下搜尋模組檔案,找到模組檔案
    2.指定的模組在被匯入時就會被編譯成位元組碼，即編譯成.pyc檔案
    3.依靠模組的程式碼中的定義來建立其所定義的物件，模組檔案中的所的語句會依次執行，從頭至尾，而此步驟中任何對變數名的賦值運算，都會產生所得到的模組檔案的屬性

但是請注意：模組只在第一次匯入時才會執行如上步驟，後續的匯入操作只不過是提取記憶體中已載入的模組物件
    可以使用reload()命令重新載入指定的模組

7.模組搜尋

python直譯器在import模組時查詢模組的順序：
    1.程式的主目錄，
    2.python的PATH目錄(如果設定了此變數)
        可以使用以下命令檢視python的PATH目錄：
        
        >>> import sys
        >>> sys.path
        
    3.標準連結庫目錄，就是python安裝目錄下的lib資料夾這個目錄
    4.任何.pth檔案的內容(如果存在.pth檔案)
這四個元件組合起來即為sys.path所包含的路徑，而python會選擇在搜尋路徑中的第一個符合匯入檔名的檔案