十四、包

一、包概述

包是一种管理 Python 模块命名空间的形式。

通过使用模块名来构造 Python 模块命名空间的一种方式。例如，模块名 A.B 表示名为 A 的包中名为 B 的子模块。通常我们将多个有联系的模块放入一个包中。包与文件夹相似，不过该文件夹下必须有一个 __init__.py 文件。

假设要为统一处理声音文件与声音数据设计一个模块集（包）。声音文件的格式很多（通常以扩展名来识别，例如：.wav、.aiff、.au），因此，为了不同文件格式之间的转换，需要创建和维护一个不断增长的模块集。为了实现声音数据的不同处理（例如：混声、添加回声、均衡器功能、创造人工立体声效果），还要编写无穷无尽的模块流。下面这个分级文件树展示了这个包的架构：

sound/
    
	__init__.py          # 最高层级的包，初始化 sound 包
    
	formats/             # 用于文件格式转换的子包
        __init__.py
        wavread.py
        wavwrite.py
        aiffread.py
        aiffwrite.py
        auread.py
        aunwrite.py
        ...
    
	effects/             # 声音效果处理子包
        __init__.py
        echo.py
        surround.py
        reverse.py
        ...
    
	filters/             # 过滤器子包
        __init__.py
        equalizer.py
        vocoder.py
        karaoke.py
        ...

二、创建包

__init__.py 可以只是一个空文件，也可以执行包的初始化代码或设置 __all__ 变量。

在 PyCharm 创建一个 graph 文件夹，并在其中创建 circle.py、rectangle.py 文件。其中 __init__.py 文件暂时为空。circle.py 和 rectangle.py 文件写入代码。

circle.py

""" circle.py """

radius = 10
PI = 3.1415926

def area(radius):
    return PI * radius * radius

def perimeter(radius):
    return 2 * PI * radius

rectangle.py

""" rectangle.py """

rectangle_width = 10
rectangle_height = 10


def area(width, height):
    return width * height

def perimeter(width, height):
    return 2 * (width + height)

在包外创建一个 main.py 文件。

整体结构如下，其中 graph 为一个包：

三、导入包

3.1、全局导入 import

导入包中模块的所有成员。

3.1.1、语法

import 包名.模块名 [as 别名])

3.1.2、调用方式

包名.模块名.成员名

3.1.3、注意

使用 import 时，除最后一项外都必须是包。最后一项可以是模块或包，但不能是类、函数或变量。

如果最后一项是包，那么必须在被导入包的 __init__.py 文件中，指定导入包中的哪些模块。这是 Python 导入包的一个优化机制，避免导入过多模块。并且在 __init__.py 中指定导入模块的时候，建议使用相对路径：

from . import circle

如果是绝对路径，那么会把导入的模块 circle 作为顶级模块，直接从 sys.path 中去找 circle 模块，而不是找 graphic.circle：

import circle   # 不推荐，容易导致导入错误

3.2、局部导入包下的模块 from ... import ...

从包中导入模块。

3.2.1、语法

from 包名 import 模块名 [as 别名]

3.2.2、调用方式：模块名.成员名

from graphic import circle

print(circle.area(10))  # 314.15926

3.3、局部导入包下模块的成员 from ... import ...

从包中模块导入功能。

3.3.1、语法

from 包名.模块名 import 成员名 [as 别名]

3.3.2、调用方式：成员名

from graphic.circle import area

print(area(10))  # 314.15926

3.4、局部导入 from ... import * 从包中导入模块

当我们使用 from ... import * 时，Python 并不会查找并导入包的所有子模块，因为这将花费很长的时间，并且可能会产生我们不想要的副作用。

唯一的解决办法是提供包的显式索引。如果包的 __init__.py 中定义了 all，运行 from ... import * 时，它就是被导入的模块名列表。

3.4.1、语法

from 包名.模块名 import *

3.4.2、调用方式：模块名.功能名

在 __init__.py 中添加如下内容：

__all__ = ["circle"]

注意：如果不加会无法导入包

在 main.py 中使用 from import * 导入模块：

from graphic import *

print(circle.area(10))  # 314.15926
print(rectangle.area(10))  # 报错

四、常用标准库（包）

标准库指的是在安装 Python 时就一同被安装的库。这些库经过精心挑选和开发，旨在为 Python 开发者提供通用且强大的工具集，涵盖各种不同的应用领域。

名称	说明
os	多种操作系统接口。
sys	系统相关的模块和函数。
time	时间的访问和转换。
datetime	提供了用于操作日期和时间的类。
math	数学函数。
random	生成伪随机数。
re	正则表达式匹配操作。
json	JSON 编码器和解码器。
collections	实现了一些专门化的容器，提供了对 dict、list、set 和 tuple 的补充。
functools	高阶函数，以及可调用对象上的操作。
hashlib	安全哈希与消息摘要。
urllib	URL 处理模块。
smtplib	SMTP 协议客户端，邮件处理。
zlib	与 gzip 兼容的压缩。
gzip	对 gzip 文件的支持。
bz2	对 bzip2 压缩算法的支持。
multiprocessing	基于进程的并行。
threading	基于线程的并行。
copy	浅层及深层拷贝操作。
socket	低层级的网络接口。
shutil	提供了一系列对文件和文件集合的高阶操作，特别是提供了一些支持文件拷贝和删除的函数。
glob	Unix 风格的路径名模式扩展。

更多标准库可参考 https://docs.python.org/zh-cn/3/library/index.html

五、引入第三方库

当需要使用 Python 中没有内置的库时，可以通过以下方式安装第三方库

5.1、pip 命令方式

pip 是 Python 包管理工具，该工具提供了对 Python 包的查找、下载、安装、卸载的功能。pip 默认的源是 Python Package Index（PyPI），其地址为 https://pypi.org/simple/，如果下载比较慢，还可以指定其它的源

• 阿里云：http://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/

• 豆瓣：http://pypi.douban.com/simple/

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

5.1.1、pip 常用命令

1、查看我们已经安装的软件包

pip list

2、安装软件包-具体包名就可以到 PyPI 上查找

pip install 包名

3、卸载软件包

pip uninstall 包名

4、临时使用其他源

pip install -i http://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/ 包名

5、永久修改源

pip config set global.index-url http://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/

5.1.2、安装 requests 包步骤

通过命令行的方式安装，是将第三方包安装在本地python下，例如：D:\dev\software\Python3.12.8\Lib\site-packages

5.2、Pycharm中引入

5.2.1、点击右下角的解释器设置

5.2.2、点击+号

5.2.3、搜索要添加的包

通过Pycharm安装，我们选择的解释器类型每个项目独立的，所以是将第三方包安装在当前项目环境下，例如：D:\dev\workspace\python-2025.venv\Lib\site-packages

5.3、打包自己的库并安装

5.3.1、先安装 setuptools 库

如果不安装setuptools库，后续打包时可能会遇到报错 ModuleNotFoundError: No module named 'distutils'，所以可以提前安装 setuptools 库。在命令提示符中执行如下命令：

pip install setuptools

5.3.2、在包外创建一个 setup.py 文件

5.3.3、setup.py 中添加如下内容

from distutils.core import setup

setup(
    name="graphic",  # 需要打包的名字
    version="1.0",  # 版本
    py_modules=["graphic.circle", "graphic.rectangle"],  # 需要打包的模块
)

5.3.4、在 setup.py 同级目录下进行构建

5.3.5、也可以生成压缩包

python setup.py sdist

5.3.6、pip 命令安装自己打的库

pip install path_to_your_package/dist/your_package_name-0.1.tar.gz

5.3.7、Pycharm安装自己打的包库