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摘要：一概念通常的程序的構(gòu)架是指將一個程序分割為源代碼文件的集合以及將這些部分連接在一起的方法。的程序構(gòu)架可表示為一個程序就是一個模塊的系統(tǒng)。它有一個頂層文件啟動后可運行程序以及多個模塊文件用來導(dǎo)入工具庫。導(dǎo)入是中程序結(jié)構(gòu)的重點所在。
一、概念
通常的Python程序的構(gòu)架是指：將一個程序分割為源代碼文件的集合以及將這些部分連接在一起的方法。
Python的程序構(gòu)架可表示為：
一個Python程序就是一個模塊的系統(tǒng)。它有一個頂層文件（啟動后可運行程序）以及多個模塊文件（用來導(dǎo)入工具庫）。
注：標(biāo)準(zhǔn)庫模塊：Python中自帶的實用模塊，也稱為標(biāo)準(zhǔn)鏈接庫，這個集合體大約有200多個模塊，包含于平臺不相關(guān)的常見程序設(shè)計任務(wù)：操作系統(tǒng)接口、對象永久保存、文字匹配模式、網(wǎng)絡(luò)和Internet腳本、GUI建構(gòu)等。注意：這些工具都不是Python語言的組成部分，但是，可以在任何安裝了標(biāo)準(zhǔn)Python的情況下，導(dǎo)入適當(dāng)?shù)哪K來使用。
概念：模塊是Python 中最高級別的組織單元，它將程序代碼和數(shù)據(jù)封裝起來以便重用。其實，每一個以擴展名 .py 結(jié)尾的Python文件都是一個模塊。
模塊的三個角色：
1）代碼重用；
2）系統(tǒng) 命名空間的劃分（模塊可理解為變量名的封裝，即模塊就是命名空間）；
3）實現(xiàn)共享服務(wù)和數(shù)據(jù)。
程序和模塊：Python中，程序是作為一個主體的、頂層的文件來構(gòu)造的，配合有零個或多個支持的文件，而后者這些文件都可以稱作模塊（頂層的文件也可以作為模塊使用，但一般情況不作為模塊）。
頂層文件：包含了程序的主要的控制流程：即需要運行來啟動應(yīng)用的文件。
模塊文件：可看做是工具的倉庫（即裝滿了工具），這些工具是用來收集頂層文件（或其他可能的地方）使用的組件。
頂層文件與模塊文件：頂層文件使用了在模塊文件中定義的工具，為這些模塊也使用了其他模塊所定義的工具。
模塊的執(zhí)行環(huán)境：模塊包含變量、函數(shù)、類以及其他的模塊（如果導(dǎo)入的話），而函數(shù)也有自己的本地變量。下圖描述了模塊內(nèi)的情況以及與其他模塊的交互，即 模塊的執(zhí)行環(huán)境：
可見：模塊可以被導(dǎo)入，但模塊也會導(dǎo)入和使用其他模塊，這些模塊可以用Python或其他語言（如，C語言）寫成。
三、import（導(dǎo)入）概念：一個文件可通過導(dǎo)入一個模塊（文件）讀取這個模塊的內(nèi)容，即導(dǎo)入從本質(zhì)上講，就是在一個文件中載入另一個文件，并且能夠讀取那個文件的內(nèi)容。一個模塊內(nèi)的內(nèi)容通過這樣的屬性（object . attribute）能夠被外界使用。
導(dǎo)入是Python中程序結(jié)構(gòu)的重點所在。
1) import X：導(dǎo)入模塊X，并在當(dāng)前命名空間（namesapce）創(chuàng)建該模塊的引用。可以使用：X.name引用定義在模塊X中的屬性。
2) from X import * ：導(dǎo)入模塊X，并在當(dāng)前命名空間，創(chuàng)建該模塊中所有公共對象（名字不以__開頭）的引用。即你能使用普通名字（直接是name）去引用模塊X中的屬性，但是X本身沒有定義，不能使用X.name。并且如果命名空間中原來有同名的name定義時，它將會被新的name取代。
3) from X import a, b, c：導(dǎo)入模塊X，并在當(dāng)前命名空間創(chuàng)建該模塊給定對象的引用。
4) X = __import__("X")：類似（1）import X，區(qū)別在于：該方式顯示指定了X為當(dāng)前命名空間中的變量。使用方法一致。
2、當(dāng) import a module時，Python都做了哪些事情？import a moudle時，首先，Python解釋器會檢查module registry（sys.moudles）部分，查看是否該模塊先前就已經(jīng)導(dǎo)入，如果sys.modules 中已經(jīng)存在（即已注冊），則使用當(dāng)前存在的模塊對象即可。如果 sys.modules 中還不存在，則：
1）創(chuàng)建一個新的、空的module對象（本質(zhì)上是一個字典）；
2）在sys.modules字典中插入該模塊對象；
3）加載該模塊代碼所對應(yīng)的對象（如果需要，可以先編譯好（編成位碼））。
然后在新的模塊命名空間、執(zhí)行該模塊代碼對象（code object）。所有由該代碼指定的變量均可以通過該模塊對象引用。
注：上述步驟只有在模塊第一次執(zhí)行時才會執(zhí)行。在這之后，導(dǎo)入相同模塊時，會跳過這些步驟，而只提取內(nèi)存中已加載的模塊對象。這是個有意設(shè)計的結(jié)果。因為導(dǎo)入（找文件--將其編譯成字節(jié)碼--運行代碼）是一個開銷很大的操作以至于每個程序運行不能夠重復(fù)多于一次。若想要Python 在同一次會話中再次運行文件（不停止和重新啟動會話），需要調(diào)用內(nèi)置的reload（重載）函數(shù)（該函數(shù)返回值為一個Python模塊對象）。
1）程序的主目錄：即程序（頂層）文件所在的目錄（有時候不同于當(dāng)前工作目錄（指啟動程序所在目錄））。
2）PYTHONPATH （環(huán)境變量）目錄
3）標(biāo)準(zhǔn)鏈接庫目錄
4）任何 .pth 文件的內(nèi)容（如果存在的話）：安裝目錄下找到該文件，以行的形式加入所需要的目錄即可。
以上四個組件組合起來就變成了 sys.path，其保存了模塊搜索路徑在機器上的實際配置，可以通過打印內(nèi)置的sys.path 列表來查看這些路徑。導(dǎo)入時，Python會由左至右搜索列表中的每個目錄，知道找到對應(yīng)的module為止。
其中搜索路徑的（1）和（3）是系統(tǒng)自動定義的，而（2）（4）可以用于拓展路徑，從而加入自己的源代碼目錄。
另外：也可以使用sys.path在Python程序運行時臨時修改模塊搜索路徑。
如：
import sys
sys.path.append("C:mydir")
注：以上sys.path的設(shè)置方法只是在程序運行時臨時生效的，一旦程序結(jié)束，不會被保留下來。而前面介紹的四種路徑配置方式則會在操作系統(tǒng)中永久保存下來。
References：1、《Python 學(xué)習(xí)手冊》第3章、第18章以及第19章
2、Importing Python Modules from effot.org
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