第二章 初识模块、包、库

1.模块、包、库的概念

1.1 模块

一般来说，模块指一个包含若干函数定义、类定义或常量的Python源程序文件。

1.2包

是指一个包含了__init__.py文件的文件夹，在这个文件夹中可以有0个或若干个Python文件(也就是模块)。包是模块之上的概念，当一个项目中有大量的模块时，可以用包来管理这些模块。

1.3 库

是具有相关联功能的模块和包的集合。对于包含完整功能代码的单个模块，也叫作库,但一般不把库叫作模块。Python内置了大量的标准库，可以直接使用而无需安装；Python社区提供了数十万个的第三方库，可下载使用。

2. Python标准库

Python官方标准安装包自带了许多模块和标准库（完整清单可以通过官方在线协助文档
https://docs.python.org/3/library/index.html进行查看）。如：

math（数学模块）

random（随机模块）

datetime（日期时间模块）

urllib（与网页内容读取以及网页地址解析有关的模块）

string（字符串操作）

re（正则表达式模块）

os（系统编程模块）

os.path（与文件、文件夹有关的模块）

zlib（数据压缩模块）

tkinter（GUI编程模块）

csv（读写CSV文件的模块）

json（读写JSON文件的模块）

pickle（数据序列化与反序列化的模块）

time（时间操作有关的模块）

3.第三方库安装

Python第三方库需要安装后才能使用，依照安装方式灵活性和难易程度有3个安装方法：pip工具安装、自定义安装和文件安装。

对于上述3种安装方式，一般优先选择采用pip工具安装，如果安装失败，则选择自定义安装或者文件安装（Windows平台）。另外，如果需要在没有网络条件下安装Python第三方库，请直接采用文件安装方式。

3.1 pip工具安装

python官方提供了一个pypi库（https://pypi.org/），所有的第三方库，都发布在这里，可以直接通过pip进行安装。不是所有的Python第三方库都能用pip安装，只有发布在pypi上的才能用pip。有许多开发者只把自己的Python软件发布在github上的(有的在pypi和github上都会发布)，这种就需要在github上把源代码下载下来进行安装。

3.1.1 安装步骤：

1.在菜单搜索框中输入“cmd”，回车打开命令提示符；

2.在命令提示符中输入“pip install 库名”，回车进行安装；

3.若出现“Successfully installed”的提示文字，表明安装成功；

4.在命令提示符中输入“pip list”,可查看已安装的第三方库。

5.删除某个第三方库，可以输入命令“pip uninstall – y”。

3.1.2 设置镜像

默认情况下，pip使用Python官方源，由于网络缘由，下载速度比较慢，出现安装超时失败的情况。一般推荐设置国内镜像源，以加快下载速度。

国内源镜像

阿里云
https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/

中国科技大学
https://pypi.mirrors.ustc.edu.cn/simple/

豆瓣(douban)
https://pypi.douban.com/simple/

清华大学
https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple/

中国科学技术大学
https://pypi.mirrors.ustc.edu.cn/simple/

3.1.2.1 设置临时镜像源：

通过pip命令选项“—index-url”或“-i”临时设置。

3.1.2.2 设置默认镜像源：

pip允许通过配置文件的形式设置默认镜像源，不同操作系统方式不同。以Windows为例：

1.打开文件管理器，在文件路径中输入“%APPDATA%”回车，再在当前文件夹下新建名为“pip”的文件夹；

2.在pip文件夹中新建名为“pip.ini”的文件，打开该文件，输入以下内容并保存；

[global]

index-url = https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple/

trusted-host = pypi.tuna.tsinghua.edu.cn

3.2自定义安装

自定义安装一般适合用于pip中尚无登记或安装失败的第三方库。按照第三方库提供的步骤和方式安装。第三方库都有主页用于维护库的代码和文档。以科学计算用的numpy为例，开发者维护的官方主页如下：http://www.numpy.org/，浏览该网页找到下载链接，如下：
http://www.scipy.org/scipylib/download.html，进而根据指示步骤安装。

3.3文件安装

由于Python某些第三方库仅提供源代码，通过pip下载文件后无法在Windows系统编译安装，会导致第三方库安装失败。

为了解决这类第三方库安装问题，美国加州大学尔湾分校提供了一个页面，协助Python用户获得Windows可直接安装的第三方库文件，链接地址如下：
http://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/。该地址列出了一批在pip安装中可能出现问题的第三方库。选择其中的.whl文件下载，然后，采用pip命令安装该文件。

Pypi ：https://pypi.org/

wheel格式文件安装（推荐）

Step1：在如下链接中下载需要的库wheel文件。

http://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/

Step2：cmd进入whl文件所在目录，执行pip install whl 文件名

文件夹安装方法（setup.py）：

Step1:第一在https://pypi.org/下载需要的安装包

Step2:解压缩该文件。

Step3:命令行工具cd切换到所要安装的包的目录，找到setup.py文件，然后输入python setup.py install

4.导入模块

无论是标准库，还是第三方库，可以在导入模块后进行使用。有三种方式：

4.1 使用import导入

其代码如下：

import <模块名>

4.2 使用form import导入

该方法可以准确控制导入模块中的哪些内容，形式一般为“from 模块名 import 函数名”。如果需要导入多个函数，则以英文逗号进行分隔。

其代码如下：

from 模块名 import 函数名

from 模块名 import 函数名, 函数名

4.3 使用as为模块或函数起别名

当一个模块或函数名称较长时，可以使用as为其起别名，以简化使用。两种导入模块的方式均支持起别名，可以通过“import <模块名> as 别名”或“from 模块名 import 函数名 as 别名”形式来实现。