到目前为止，你已经可以使用python实现你想要的功能。但当你编码一段时间后，随着代码量的增长，你可能想将你的代码分解为多个文件，便于管理；你也可能想使用一些已经写好的函数，而不用将他们拷贝过来。

为了支持这些功能，python提供了方法将函数定义在一个文件中，并能在其它脚本文件中使用他们，这样的文件就叫做模块。在一个模块中的定义能被导入其它模块或者主模块中。

模块基础

一个模块就是一个文件，包含python的定义和陈述，文件名就是模块名加上后缀.py。在模块内，模块名保存在全局变量__name__中，可以被使用。例如，使用文本编辑器创建一个文件www.sychzs.cn，并写入以下内容：

def fib(n):    # write Fibonacci series up to na, b = 0, 1while b < n:print(b, end=' ')a, b = b, a+bprint()def fib2(n): # return Fibonacci series up to nresult = []a, b = 0, 1while b < n:result.append(b)a, b = b, a+breturn result

现在进入python解释器，导入刚创建的模块：

>>> import fibo

这样就在解释器中导入了fibo模块，使用模块名你可以使用模块中的函数：

>>> fibo.fib(1000)
1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 987 
>>> fibo.fib2(100)
[1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89]
>>> fibo.__name__
'fibo'

如果你想为一个经常使用的函数分配一个本地名称：

>>> fib = fibo.fib
>>> fib(500)
1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 

模块进阶

一个模块能包含执行代码和函数定义。模块的执行代码在模块被作为一个脚本执行或者被导入时执行。
每个模块都有自己的符号表，作为模块内函数的全局符号表。因此，模块的作者可以在模块内用全局变量，不用担心与其他模块的全局变量冲突。而且，你可以使用modname.itemname方法访问另一个模块的全局变量。
模块能导入其它模块，通常将import放在模块开头，但不强制要求。导入的模块名被放置在模块的全局符号表中。
需要注意如果你不是import模块，而是import模块中的函数，则导入函数所在的模块名不会出现在模块的符号表中，例如：

>>> from fibo import fib, fib2
>>> fib(500)
1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 

在这种情况下，fibo是没有被定义的。
你也可以导入模块中定义的所有变量：

>>> from fibo import *
>>> fib(500)
1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 

这将导入除了以_开头的所有的变量。通常不要使用这个方法，因为你无法判断导入的模块中的变量是否和你定义的变量重名。
导入*是一种很糟糕的方式，通常会引起可读性很差的代码。

执行模块

你可以在命令行中通过下面的方式执行Python模块：

python www.sychzs.cn 

在模块中的代码将被执行，模块的__name__将被设置为"__main__"。
模块在执行和导入时会做同样的操作，这样，模块的执行代码在导入时也会执行，但通过判定模块名为__main__时才执行执行代码，就可以避免导入时执行代码被执行，如下：

if __name__ == "__main__":import sysfib(int(sys.argv[1]))

这样你就可以保证你的执行代码仅在作为__main__执行时才会执行，你可以将模块的测试代码做这样的处理。

模块搜索路径

当一个名为spam的模块被导入时，解释器首先在内嵌模块中搜索，如果未发现，他将从变量sys.path. sys.path指定的文件夹列表中查找www.sychzs.cn的文件，该变量的值通过下面的方法指定：
    1）包含输入脚本的文件夹（如果没有文件被指定，则为当前文件夹）；
    2）PYTHONPATH（文件夹名列表，类似于环境变量PATH）；
    3）安装依赖默认。
初始化后，Python程序能修改sys.path，正在运行包含的脚本的文件夹被放置在搜索路径的开始，在标准库路径之前，即：如果文件夹中的脚本和标准库重名，将优先加载文件夹中的脚本。除非这就是你想要的，否则将导致错误。

“编译”Python文件

为了加快模块加载，Python缓存编译后的模块在__pycache__文件夹，并命名为module.version.pyc，version是Python的版本号。例如：CPython版本3.3下www.sychzs.cn的编译后版本被缓存为__pycache__/spam.cpython-33.pyc。这样的命名允许模块的不同版本和不同编译后版本共存。
Python会检查源代码的修改日期，和编译后版本比较，确定是否需要重新编译。这个过程是完全自动的，而且，编译后的模块是平台无关的，所以同样的库可以在不同的系统间共享。
在两种情况下Python不检查缓存：1）直接从命令行加载，这时Python总是重编译并且不存储结果；2）如果没有源模块，Python将不检查缓存。为了支持无源代码的发布，编译后的模块必须放在源代码目录，并且不要包含源代码模块。
下面是一些技巧：
    1）你可以使用-O或者-OO参数减少编译后模块的大小。-O参数移除assert语句，-OO参数移除assert和__doc__串。由于有些程序依赖这些变量，所以在移除前你需要确认。优化后的模块后缀为.pyo而不是.pyc，并且更小。优化的效果在未来的版本中可能改变；
    2）从.pyo文件或者.pyc文件加载的程序不会运行的比从.py文件加载的程序更快，唯一更快的只是加载速度；
    3）compileall模块能将一个文件夹中的所有模块编译为.pyc文件（或者.pyo文件）；
    4）对这个过程更详细的细节请参考PEP 3147。

标准模块

Python提供了一个标准模块库，一些模块被构建到解释器中，一些操作并不是语言的核心操作但却被构建到解释器中，或者是为了效率，或者是为了访问操作系统指令，例如系统调用。这些模块依赖于底层系统，例如：winreg模块尽在Windows系统提供。有一个特殊的模块需要注意：sys，被构建到每一个Python解释器中。变量www.sychzs.cn1和www.sychzs.cn2定义了交互界面的一级和二级提示符：

>>> import sys
>>> www.sychzs.cn1
'>>> '
>>> www.sychzs.cn2
'... '
>>> www.sychzs.cn1 = 'C> '
C> print('Yuck!')
Yuck!
C>

注意这两个变量只有在解释器在交互模式才被定义。
sys.path定义了解释器的搜索路径，它的初始值为环境变量PYTHONPATH，如果PYTHONPATH未定义，则为内建的默认值。你能用标准的list方法来修改它：

>>> import sys
>>> sys.path.append('/ufs/guido/lib/python')

dir()函数

内建函数dir()用于查看模块定义了的名字，它返回排序后的字符串列表：

>>> import fibo
>>> dir(fibo)
['__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__initializing__', '__loader__', '__name__', '__package__', 'fib', 'fib2']

如果不带参数，则dir()返回你当前正在定义的模块定义的名字。

>>> dir()
['__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', 'fibo', 'sys']

这些名字包括：变量、模块、函数等。
dir()不会返回内嵌函数和变量的名字，如果你想查看他们，他们被定义在标准模块builtins中：

>>> import builtins
>>> dir(builtins)
['ArithmeticError', 'AssertionError', 'AttributeError', 'BaseException', 'BlockingIOError', 'BrokenPipeError', 'BufferError', 'BytesWarning', 'ChildProcessError', 'ConnectionAbortedError', 'ConnectionError', 'ConnectionRefusedError', 'ConnectionResetError', 'DeprecationWarning', 'EOFError', 'Ellipsis', 'EnvironmentError', 'Exception', 'False', 'FileExistsError', 'FileNotFoundError', 'FloatingPointError', 'FutureWarning', 'GeneratorExit', 'IOError', 'ImportError', 'ImportWarning', 'IndentationError', 'IndexError', 'InterruptedError', 'IsADirectoryError', 'KeyError', 'KeyboardInterrupt', 'LookupError', 'MemoryError', 'NameError', 'None', 'NotADirectoryError', 'NotImplemented', 'NotImplementedError', 'OSError', 'OverflowError', 'PendingDeprecationWarning', 'PermissionError', 'ProcessLookupError', 'ReferenceError', 'ResourceWarning', 'RuntimeError', 'RuntimeWarning', 'StopIteration', 'SyntaxError', 'SyntaxWarning', 'SystemError', 'SystemExit', 'TabError', 'TimeoutError', 'True', 'TypeError', 'UnboundLocalError', 'UnicodeDecodeError', 'UnicodeEncodeError', 'UnicodeError', 'UnicodeTranslateError', 'UnicodeWarning', 'UserWarning', 'ValueError', 'Warning', 'WindowsError', 'ZeroDivisionError', '_', '__build_class__', '__debug__', '__doc__', '__import__', '__loader__', '__name__', '__package__', 'abs', 'all', 'any', 'ascii', 'bin', 'bool', 'bytearray', 'bytes', 'callable', 'chr', 'classmethod', 'compile', 'complex', 'copyright', 'credits', 'delattr', 'dict', 'dir', 'divmod', 'enumerate', 'eval', 'exec', 'exit', 'filter', 'float', 'format', 'frozenset', 'getattr', 'globals', 'hasattr', 'hash', 'help', 'hex', 'id', 'input', 'int', 'isinstance', 'issubclass', 'iter', 'len', 'license', 'list', 'locals', 'map', 'max', 'memoryview', 'min', 'next', 'object', 'oct', 'open', 'ord', 'pow', 'print', 'property', 'quit', 'range', 'repr', 'reversed', 'round', 'set', 'setattr', 'slice', 'sorted', 'staticmethod', 'str', 'sum', 'super', 'tuple', 'type', 'vars', 'zip']

包

包是构建Python模块的命名空间的一个方法，在名称间使用逗号分隔，例如，模块名A.B表示包A下的子模块B。就像不同模块的作者不用担心全局变量名冲突一样，不同包的作者不用担心模块名的冲突。
假定你想实现一个模块集合（一个包），用于处理声音文件和数据。可能有多种不同的声音文件格式（通常通过扩展名区分，例如：.wav、.aiff、.au等），于是你需要创建和维护越来越多的模块，用于处理不同的文件格式。你也可能需要使用多种不同的操作处理声音数据（例如混合、增加回音、应用一个均衡器函数、创建一个人造立体效果等），于是你发现需要实现的模块越来越多，无穷无尽。下面是你可能采用的包结构：

sound/                          Top-level package__init__.py               Initialize the sound packageformats/                  Subpackage for file format conversions__init__.www.sychzs.cn...effects/                  Subpackage for sound effects__init__.www.sychzs.cn...filters/                  Subpackage for filters__init__.www.sychzs.cn...

当导入这个包时，Python通过搜索sys.path的文件夹查找包的子文件夹。
__init__.py文件是必须的，只有文件夹下包含了这个文件，Python才会将其作为一个包；这样做也为了防止一个普通的命名，如string，被导入从而掩盖掉后续的有效模块。在最简单的情况下，__init__.py可以是一个空文件，但是它也可以为包执行初始化代码，或者设置__all__变量，在后面描述。
包的用户可以导入独立的模块，例如：

import sound.effects.echo

这将加载子模块sound.effects.echo，它必须使用全名来访问：

sound.effects.echo.echofilter(input, output, delay=0.7, atten=4)

另一个导入子模块的方法为：

from sound.effects import echo

这也导入子模块，但使用不必加前缀：

echo.echofilter(input, output, delay=0.7, atten=4)

你也可以直接导入需要的函数或者变量：

from sound.effects.echo import echofilter

这样你就可以直接使用子模块echo的函数echofilter()：

echofilter(input, output, delay=0.7, atten=4)

注意当使用那个from package import item时，item可以是包的子模块（或子包），或者定义在包中的名字，例如函数、类或变量。import首先测试item是否在包中；如果没有，它假定它是一个模块并尝试加载它；如果失败，ImportError将被抛出。
当使用import item.subitem.subsubitem时，要求中间的条目必须是包，最后的条目可以是模块或者包，但不能是类、函数或者变量。

从包导入*

思考一下from sound.effects import *将发生什么？理想情况下，Python将查看包下的所有子模块，并导入他们。但是这样做会耗费大量的时间并且当子模块被明确的导入过时，可能会产生一些意想不到的副作用。
唯一的办法是包的作者提供明确的包的索引，import遵循下面的规则：如果包的__init__.py定义了子模块列表__all__，那么from package import *语句将导入__all__中包含的子模块。当包的新版本发布时，包的作者需要负责更新这个列表。例如，文件sound/effects/__init__.py中可能包含下面的代码：

__all__ = ["echo", "surround", "reverse"]

这意味着from sound.effects import *将导入sound包下的3个子模块。
如果__all__未被定义，from sound.effects import *语句不导入包sound.effects下的所有子模块到当前的命名空间；他仅确保包sound.effects被导入，并导入包中定义的所有名称。这包括被__init__.py定义的名称，也包括包的子模块定义的名称，包括那些已经被import加载的子模块。看下面的代码：

import sound.effects.echo
import sound.effects.surround
from sound.effects import *

在这个例子中，当from...import语句被执行时，echo和surround模块被导入当前的命名空间，因为他们被定义在sound.effects包中。
当你使用import *时，虽然仅会导入包的名称，这种做法在产品代码中任然被认为是糟糕的实践。
记住，from Package import specific_submodule是被推荐的使用方式，除非导入的模块需要使用来自不同包的具有相同名称的子模块。

包之间的引用

当包中包含子包，你能使用绝对路径来导入子包中的模块，例如：如果模块sound.filters.vocoder需要在sound.effects中用echo模块，他能通过from sound.effects import echo使用。
你也能使用相对路径导入，使用from module import name语句，一个点表示当前路径，两个点表示父目录。看surround的例子，你可以用：

from . import echo
from .. import formats
from ..filters import equalizer

注意相对路径导入是基于当前模块的名字，由于主模块的名字总是"__main__"，如果模块想要被作为主模块，则必须使用绝对路径导入。

多目录的包

包支持一个特殊的属性__path__，这被初始化为包含__init__.py的目录名列表，该变量能被修改，修改后将影响后续对包中的子包和模块的查找。