使用python时，常常会涉及到库的调用，这就需要掌握模块的基本知识。
本文分为如下几个部分概念说明
模块的简单调用
包的导入
特殊的__init__.py文件
导入模块的搜索路径
__all__
绝对引用与相对引用
import运行本质
if __name__ == '__main__'
概念说明
这里厘清python中模块、库、包之间的概念差异模块(module)其实就是py文件，里面定义了一些函数、类、变量等
包(package)是多个模块的聚合体形成的文件夹，里面可以是多个py文件，也可以嵌套文件夹
库是参考其他编程语言的说法，是指完成一定功能的代码集合，在python中的形式就是模块和包
模块的简单调用
比如我们有一个trymodule的文件夹，里面有一个first.py文件，文件中的内容如下
a = 1
def myfun(s):
print(s + 1)
在trymodule的文件夹下打开命令行窗口（按住shift单击鼠标右键，选择“在此处打开命令窗口”），输入python进入命令行交互模式
>>> import first
>>> a
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
NameError: name 'a' is not defined
>>> first.a
1
>>> first.myfun(2)
3
所以说first.py文件就是一个模块，可以用import导入，里面变量都要用first.前缀来引用，如果想不使用这个前缀可以这样
>>> from first import a
>>> a
1
其他用法如下
# 重命名
>>> from first import myfun as addone
>>> addone(4)
5
# 导入模块中全部变量
>>> from first import *
>>> myfun(2)
3
# 一次导入多个变量
>>> from first import a, myfun
>>> a
1
包的导入
在trymodule文件夹中新建folder1文件夹，我们想让folder1文件夹成为一个包。文件夹里新建abcd.py文件，文件中内容如下
b = 2
class Myclass:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
def get_info(self):
print('my name is{name}and age is{age}'.format(name = self.name, age = self.age))
此时在folder1文件夹中新建一个__init__.py文件，否则程序会将这个文件夹当成普通文件夹来处理而不是一个包。这个__init__.py文件中可以什么都不填。
注：python3.3+已经可以省略掉空白的__init__.py 文件。
此时文件结构如下
trymodule
│ first.py
├───folder1
│ │ abcd.py
│ │ __init__.py
我们还是在trymodule文件夹下打开命令行，进入python交互模式
我们来看一下下面几种导入方式
>>> import folder1
>>> folder1.abcd.b
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
AttributeError: module 'folder1' has no attribute 'abcd'
>>> from folder1 import abcd
>>> bob = abcd.Myclass(name = 'Bob', age = 20)
>>> bob.name
'Bob'
>>> bob.get_info()
my name is Bob and age is 20
>>> from folder1.abcd import b
>>> b
2
>>> import folder1.abcd
>>> abcd.b
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
NameError: name 'abcd' is not defined
>>> folder1.abcd.b
2
>>> import folder1.abcd as aa
>>> aa.b
2
注意：只是导入包不能随便使用其中的模块，要导入到具体模块或者变量的层次
文件夹与文件之间可以用.也可以用from import格式，而文件与里面的变量之间只能用from import格式，即不能import folder1.abcd.b
特殊的__init__.py文件
__init__.py文件其实是一个特殊的文件，它相当于名为folder1模块，即如果使用import folder1则可以调用在__init__.py文件文件中定义的变量。
将__init__.py文件编写如下
from folder1.abcd import b
c = 3
在trymodule文件夹下打开命令行，进入python交互模式
>>> import folder1
>>> folder1.c
3
>>> folder1.b
2
>>> from folder1 import b
>>> b
2
对比之前的from folder1.abcd import b，使用__init__.py文件可以将常用的一些变量、函数、甚至模块导入以方便调用。
导入模块的搜索路径
用import hello时，python会搜寻hello.py文件，搜索顺序如下首先搜寻内置模块是否有hello（所以我们定义的模块名不要和内置模块相同）
如果内置模块没有，则看下面这些目录里有没有
>>> import sys
>>> sys.path
['', 'C:\\Program Files\\Anaconda3\\python35.zip', 'C:\\Program Files\\Anaconda3\\DLLs', 'C:\\Program Files\\Anaconda3\\lib', 'C:\\Program Files\\Anaconda3', 'C:\\Program Files\\Anaconda3\\lib\\site-packages', 'C:\\Program Files\\Anaconda3\\lib\\site-packages\\Sphinx-1.4.6-py3.5.egg', 'C:\\Program Files\\Anaconda3\\lib\\site-packages\\snownlp-0.12.3-py3.5.egg', 'C:\\Program Files\\Anaconda3\\lib\\site-packages\\win32', 'C:\\Program Files\\Anaconda3\\lib\\site-packages\\win32\\lib', 'C:\\Program Files\\Anaconda3\\lib\\site-packages\\Pythonwin', 'C:\\Program Files\\Anaconda3\\lib\\site-packages\\setuptools-27.2.0-py3.5.egg']
其中第一个''表示当前的工作路径，我们可以看出安装的第三方包所在路径('C:\\Program Files\\Anaconda3\\lib\\site-packages')也在这个列表之中，所以无论工作路径在哪里，都能搜寻到这些包。
如果想添加搜索路径，可以参考这篇文章
__all__
首先要明确，import *的方式无法导入以下划线开头的变量名
__init__.py文件内容更改如下
from folder1.abcd import b
c = 3
_e = 4
python交互模式下
>>> from folder1 import *
>>> c
3
>>> _e
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
NameError: name '_e' is not defined
而如果指定导入是可以的
>>> from folder1 import c
>>> c
3
>>> from folder1 import _e
>>> _e
4
如果定义了__all__，则import *就可以导入下划线开头的变量
__init__.py文件内容更改如下
from folder1.abcd import b
__all__ = ['c', '_e']
c = b + 1
_e = 4
python交互模式下
>>> from folder1 import *
>>> b
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
NameError: name 'b' is not defined
>>> c
3
>>> _e
4
可见import *只会导入__all__中指定的变量，无论是否以下划线开头。这样限制可以防止import *命令导入太多变量污染命名空间，过滤掉一些中间变量如b
绝对引用与相对引用
python中的import分为绝对引用和相对引用两种。它们之间的差异在于，引用模块时 定位被引用模块位置 的方式不同绝对引用是通过.的连接，指定出最高级文件（夹），到目标文件的绝对路径。我们上面的所有用法都属于绝对引用。
而相对引用是 指定待引用模块与当前文件的相对位置，.表示上一级文件
绝对引用类似这样from folder.abcd import myclass
相对引用类似这样from .abcd import myclass
在实际使用中，无论是绝对导入还是相对导入都要注意，如何导入与被调用位置有关。
以下面的文件结构为例
folder1
│ first1.py
│ first2.py
└─folder2
| second1.py
| second2.py
└─folder3
| third1.py
| third2.py
下面分为两种情况
1.folder1是一个项目，运行这个项目需要在folder1文件夹中打开cmd，运行python first1.py
# first1.py
from first2 import sth # OK
from folder1.first2 import sth # ERROR
from .first2 import sth # ERROR
from folder2.second1 import sth # OK
# second1.py
from folder2.second2 import sth # OK
from .second2 import sth # OK
from second2 import sth # ERROR
(注意first1引用first2 与 second1引用second2 的区别)
2.folder1是一个包，一般使用时，是在外面的文件夹中import这个包
# first1.py
from folder1.first2 import sth # OK
from .first2 import sth # OK
from first2 import sth # ERROR
from . import first2 # OK
import .first2 # ERROR
from folder1.folder2 import second1 # OK
from .folder2 import second1 # OK
# second1.py
from folder1.folder2 import second2 # OK
from . import second2 # OK
from .. import first1 # OK
from ..folder3 import third1 # OK
规律绝对引用就是从包的位置一直往下，写到目标文件位置
相对引用，用.代替当前文件所在目录，用..代替再上一级目录，用点来回溯，之后往下写到目标文件位置。
.只能放在from后，不能放import后。
相对引用的好处在于，代码中不需要出现folder1这个名称，因此当包的名称改变时，里面代码不需要做任何改变；或者有的用户要装两个版本的包，把其中一个版本的包重命名了，此时使用相对引用也不会出问题。
另外，以second1.py为例，如果其中有一些相对引用的代码，在folder1的上一层文件夹调用
python folder1/folder2/second1.py
这时相当于在folder2文件夹中调用second1.py文件，会报错。但如果像下面这样就可以正常运行
python -m folder1.folder2.second1
import运行本质
使用import语句，要明确两件事
（1）执行导入模块命令时，会首先检查待导入的模块是否在当前已有模块之中，如果有则跳过import。因此模块之间相互引用不会导致无限循环。
查看当前已导入模块使用下面方法
import sys
sys.modules
得到结果是一个字典，键是模块名，值是文件所在路径
（2）import语句与文件执行
在这样的文件结构下
trymodule
│ first.py
├───folder1
│ │ abcd.py
│ │ __init__.py
folder1是一个package，abcd是一个moduleimport folder1 只是导入package，相当于执行__init__.py文件
from folder import abcd则执行了__init__.py文件文件与abcd.py文件
from folder1.abcd import b其实也执行了__init__.py文件文件与abcd.py文件
（要知道执行了什么，可以在这些文件之中添加print语句，看是否打印出结果）
知道这个执行原理，可以更好理解前面得到的一些结论首先是在__init__.py文件中什么都没有的情况下，import folder1无法调用abcd模块中的变量，是因为相当与运行了一个空文件，没有将整个包导入工作空间
abcd模块中定义了print语句后，import两次，只有第一次会print出值，说明第二次检查出模块已在导入之列，忽略了这条import命令
一个例子import numpy as np，之后可以这样调用np.random.normal()
但import skimage，不可以调用skimage.io.imread()，要import skimage.io才可以
这是因为numpy文件夹中的_init_.py文件中有一句from . import random；而skimage没有
更多运行细节可以参考这篇文章
if __name__ == '__main__'
我们经常会在别人的代码中发现if __name__ == '__main__'，为了理解它的作用，我们来看下面的例子
在folder1文件夹下新建new.py文件，里面内容为
print(__name__)
在folder1文件夹下打开命令行，输入
python new.py
返回结果是__main__
在trymodule文件夹下打开命令行，进入python交互模式
>>> from folder1 import new
folder1.new
>>> print(__name__)
__main__
>>> print(new.__name__)
folder1.new
上面测试结果说明直接运行文件和import文件是有差异的，差异在于二者的__name__变量不同。__name__变量是一个特殊的变量，每个py文件运行时都会对应一个__name__变量，即使在交互模式下也可以查看这个变量值。
所以if __name__ == '__main__'的作用就很好理解了，即import时不执行下面的代码，只有在直接执行这个文件时才运行之后的代码。这算是一种约定俗成的写法，如果不怕文件被import，可以不用这个。
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