包和庫

2.3 包和庫

2.3.1 包的概念

包是在模塊之上的概念，為了方便管理而將多個腳本文件(模塊文件)進行打包。
包是一種用點式模塊名構造 Python 模塊命名空間的方法。例如，模塊名 A.B 表示包 A 中名為 B 的子模塊。正如模塊可以區分不同模塊之間的全局變數名稱一樣，點式模塊名可以區分 NumPy 或 Pillow 等不同多模塊包之間的模塊名稱。
包其實就是文件夾，包和文件夾的一大區別在於：包記憶體放了一個名為__pycache__的文件夾和__init__.py文件，該文件的內容就將是包的內容。然後是一些模塊文件和子目錄，如果子目錄中也有__init__.py，那麼它就是這個包的子包了。

2.3.2 包的導入

可以通過類似導入模塊的方式導入包。導入包其實就是運行包下的__init__.py文件。如果包中沒有__init__.py，則在導入包時不會有效果。但是會自動創建一個名為__pycache__ 的文件夾。
由於在導入包的時候會自動運行包內的__init__.py文件，所以一般會在該文件中寫明導入包時要導入的包內其他py文件的語句。此時就可以用到相對導入了。
不建議在包內的__init__.py文件中寫入其它非導入模塊語句，儘量保證該文件的簡潔性。
在__init__.py文件中，可以定義一個變數：__all__，一般這個變數等於該包內所有子模塊名，這樣在通過from 包 import *時則會查找__all__變數，並將該變數所指向的模塊全部導入。

2.3.3 庫的概念

庫是具有相關功能模塊(包)的集合。這也是Python的一大特色之一，即具有強大的標準庫、第三方庫以及自定義模塊。一些大型的項目要實現比較多的功能，創建了許多的包和模塊，那麼就可以將所有的包放在一起，形成一個庫。
其實庫是個抽象的概念，只要某個模塊或者一組模塊，開發它們的目的就是給其它模塊調用的，就可以稱之為庫。

2.3.4 標準庫

Python 標準庫
Python語言提供了功能豐富的標準庫 。這些標準庫把開發中常用的功能都做好了。我們可以直接使用它們。
這些標準庫裡面有一部分叫做內置類型(built-in types)和內置函數(built-in functions)。內置類型和內置函數無須使用import導入，可以直接使用。內置類型有：int、float、str、list、tuple等。
還有些標準庫，需要使用import導入，才能使用。常見有 sys, os, time, datetime, json，random 等。
我們要結束Python程式，就可以使用sys庫裡面的exit函數。
我們要得到字元串形式的當前日期和時間，可以使用datetime庫。
我們要獲取隨機數字，可以使用random庫。
練習
1、利用dir、help探索上述標準庫
2、使用不同的方式導入上述標準庫

2.3.5 安裝第三方庫

同樣的，和模塊一樣，來自網上其它人員編寫的模塊組合而成的庫稱之為第三方庫，Python強大之處不僅僅是系統自帶的標準庫，還有來自網上由其它人員編寫的大量實用的第三方庫，下載安裝之後可以極大的提高編程效率，讓我們不必為了編寫某些特定的功能去重覆造輪子。
要使用第三方庫我們需要安裝到本地。一般有以下幾種方式安裝第三方庫：

2.3.5.1 通過pip安裝

這也是最簡單、最常用的一種方式。
1、運行cmd命令打開cmd視窗。
2、在cmd視窗中輸入命令：pip install 第三方庫名[==版本號]
3、按下回車後會自動到PYPI收集並安裝第三方庫。安裝的路徑為Python\Lib\site-packages，這個文件夾就是Python專門用來下載並安裝第三方庫的。

2.3.5.2 複製文件夾安裝

1、直接到已經安裝好第三方庫的電腦上，找到第三方庫安裝的文件路徑，將庫相關的文件夾(一般為庫同名的文件夾以及庫名-版本號.dist-info文件夾)複製
2、粘貼到另一臺電腦相應的文件夾中。

註意：這種方法是電腦沒有網路無法從網上下載的一種替代方式，不推薦使用。並且要註意兩臺電腦上安裝的Python版本最好要一致。

2.3.5.3 到PYPI官網上下載安裝文件安裝

1、直接打開PYPI並搜索要安裝的庫名。
2、找到後點擊庫主頁左上方的Download files。然後在右側找到適合自己電腦系統的安裝文件。註意，這個時候下載的安裝文件是.whl格式的。
3、打開cmd視窗並將工作目錄切換到剛纔下載的whl安裝文件所在的目錄中
4、通過命令pip install xx.whl即可完成安裝。

2.3.5.4 通過PyCharm安裝

1、打開PyCharm，然後點擊文件\設置\項目：項目名\Python解釋器，然後點擊+

2、在彈出的對話空中，在上方輸入要安裝的庫名：requests，找到之後點擊左下方的安裝軟體包後。軟體會自動下載並安裝。

練習
通過不同的方式分別安裝：pandas、requests、pygame、numpy庫

2.3.6 導入說明

1、為了保證運行效率，每次解釋器會話只導入一次模塊。如果更改了模塊內容，必須重啟解釋器；僅交互測試一個模塊時，也可以使用 importlib.reload()，例如：
>>> import importlib
>>> importlib.reload(模塊名)
2、可以使用as關鍵字將最後導入的內容和as後的名稱進行綁定。例如：
import math as mt # 用mt代表導入後的math模塊名
from math import sqrt as st # 用st代表導入的sqrt函數
模塊名、變數、函數、類等都可以通過as和其它內容進行綁定。這麼做的好處有幾點：

• 在不加入模塊名的情況下可以區分同名對象
• 可以簡化輸入，提高代碼編寫速度
  3、使用 from package import item 時，item 可以是包的子模塊（或子包），也可以是包中定義的函數、類或變數等其他名稱。import 語句首先測試包中是否定義了 item；如果未在包中定義，則假定 item 是模塊，並嘗試載入。如果找不到 item，則觸發 ImportError 異常。相反，使用 import item.subitem.subsubitem 句法時，除最後一項外，每個 item 都必須是包；最後一項可以是模塊或包，但不能是類、函數或變數。