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模块、包与脚本入口 ​

学习目标 ​

  • 正确导入标准库和自定义模块。
  • 理解包、相对导入、__name__ 和 __main__。
  • 能把可复用逻辑与脚本入口分离。

核心知识点 ​

模块是一个 .py 文件，包是可组织多个模块的目录。导入会执行模块顶层代码并缓存到 sys.modules；因此模块顶层应尽量只放定义和轻量配置，执行动作放在函数或入口中。

常用用法 ​

import 导入模块 ​

python
import math

value = math.sqrt(16)
print(value)
# 输出：4.0

使用模块名限定 API，能减少名称冲突并让来源清晰。

from ... import ... ​

python
from pathlib import Path

path = Path("notes")
print(path.name)
# 输出：notes

只导入少量明确名字时方便；避免 from module import * 污染命名空间。

导入时起别名 ​

python
import datetime as dt

date = dt.date(2026, 9, 27)
print(date.isoformat())
# 输出：2026-09-27

常见别名可以提升可读性，但项目中应保持约定一致。

脚本入口保护 ​

python
def main() -> int:
    return 0


if __name__ == "__main__":
    exit_code = main()
else:
    exit_code = -1
print(exit_code)
# 输出：-1

真实脚本通常在入口里调用 raise SystemExit(main())；示例用普通变量避免导入时退出解释器。

查看模块来源 ​

python
import json

print(json.__name__, json.__file__.endswith("json/__init__.py"))
# 输出：json True

__file__ 可能因安装方式变化，不要把绝对路径写入业务逻辑。

重新导入模块 ​

python
import importlib
import math

same_module = importlib.import_module("math") is math
print(same_module)
# 输出：True

动态导入适合插件系统；普通代码优先使用静态 import，更利于 IDE 和静态检查。

包的推荐结构 ​

python
package_layout = [
    "project/",
    "  __init__.py",
    "  cli.py",
    "  service.py",
]
print("\n".join(package_layout))
# 输出：project/\n  __init__.py\n  cli.py\n  service.py

包目录把职责拆开，入口模块负责命令行，服务模块负责可测试逻辑。

不常用但需要知道 ​

相对导入 ​

python
relative_import = "from .service import build_report"
print(relative_import.startswith("from ."))
# 输出：True

相对导入只在包上下文中可靠；直接执行含相对导入的文件可能出现“无已知父包”错误，应使用 python -m package.module。

__all__ ​

python
__all__ = ["public_name"]
public_name = "visible"
_internal_name = "hidden"
print(__all__, public_name)
# 输出：['public_name'] visible

__all__ 主要约定 from module import * 的公开名字，不是访问控制机制。

importlib.reload() ​

python
import importlib
import math

reloaded = importlib.reload(math)
print(reloaded is math)
# 输出：True

重载会重新执行模块代码，但旧对象的引用可能仍指向旧定义，适合交互探索，不宜作为应用热更新方案。

易混点 ​

  • import package.module 后访问通常写 package.module.name；from 导入后直接使用名字。
  • 模块只在当前解释器进程中缓存，文件改变不代表已导入对象自动更新。
  • python file.py 与 python -m package.module 的导入上下文不同。
  • __init__.py 可为空，也可暴露包级 API；不要在其中放重型副作用。
  • 循环导入通常说明职责耦合，优先拆分公共模块或延迟导入。

课后小问 ​

  1. 为什么把主要逻辑放到 main() 而不是模块顶层？ 答案：便于导入复用、测试，也避免导入时立即产生副作用。 解析：入口保护只在直接运行时调用 main，其他模块导入时只加载定义。

  2. 什么时候使用 python -m package.module？ 答案：需要以包上下文运行模块，尤其是模块含相对导入时。 解析：-m 让解释器按模块路径定位并设置包信息，比直接运行文件路径更可靠。

本节小结 ​

模块解决复用和命名空间，包解决组织；清晰的入口保护和少副作用的顶层代码，是可维护 Python 项目的基础。

快速回顾 ​

  • 导入：import、from ... import
  • 别名：import ... as ...
  • 入口：if __name__ == "__main__"
  • 包运行：python -m package.module
  • 动态导入：importlib.import_module