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Python 中包(Package)和模块(Module)的区别

Python 中包(Package)和模块(Module)的区别

在 Python 中,模块(Module)包(Package) 是组织代码的两种基本方式,它们的核心作用是实现代码的复用和结构化管理,但在概念和使用上有明确区别。

一、模块(Module):单一文件的代码组织

定义

模块是一个包含 Python 代码的 .py 文件,里面可以定义函数、类、变量,也可以包含可执行代码。

简单说:一个 .py 文件就是一个模块

示例

创建一个 calculator.py 文件:

# calculator.py(这是一个模块)
def add(a, b):return a + bdef multiply(a, b):return a * bPI = 3.14159

这个 calculator.py 就是一个名为 calculator 的模块,包含了 add 函数、multiply 函数和 PI 变量。

模块的作用

  1. 代码复用:在其他文件中通过 import 导入模块,直接使用其功能,无需重复编写。
  2. 命名空间隔离:不同模块中的同名函数/类不会冲突(通过 模块名.功能 访问)。

导入模块的方式

# 导入整个模块
import calculator
print(calculator.add(2, 3))  # 5# 导入模块中的特定功能
from calculator import multiply, PI
print(multiply(2, 3))  # 6
print(PI)  # 3.14159# 给模块起别名
import calculator as calc
print(calc.add(2, 3))  # 5

二、包(Package):多个模块的组合

定义

包是一个包含多个模块(.py 文件)的目录,并且该目录下必须包含一个特殊的 __init__.py 文件(Python 3.3+ 允许省略,但建议保留)。

简单说:一个包含 __init__.py 的目录就是一个包,它可以包含多个模块和子包。

示例

创建一个名为 my_utils 的包,结构如下:

my_utils/                  # 包目录
├── __init__.py            # 包的初始化文件(可空)
├── calculator.py          # 模块1
├── string_utils.py        # 模块2
└── sub_utils/             # 子包├── __init__.py└── date_utils.py      # 子包中的模块

其中 string_utils.py 内容:

# string_utils.py
def to_upper(s):return s.upper()

包的作用

  1. 组织多个相关模块:将功能相近的模块放在同一个包中,使代码结构更清晰(如 numpypandas 都是大型包)。
  2. 支持嵌套结构:包中可以包含子包,实现多层级的代码组织(如 package.subpackage.module)。

导入包中模块的方式

# 导入包中的模块
from my_utils import calculator
print(calculator.add(2, 3))  # 5# 导入包中模块的特定功能
from my_utils.string_utils import to_upper
print(to_upper("hello"))  # HELLO# 导入子包中的模块
from my_utils.sub_utils.date_utils import get_today  # 假设get_today是date_utils中的函数

三、核心区别对比

特性 模块(Module) 包(Package)
物理形式 单一 .py 文件 包含 __init__.py 的目录
内容 函数、类、变量、可执行代码 多个模块(.py 文件)和子包
作用 封装单一功能单元 组织多个相关模块,实现分层管理
导入路径 直接导入文件名(无扩展名) 通过目录层级导入(如 包.模块
典型例子 calculator.py numpy(包含数百个模块的包)

四、__init__.py 文件的作用

__init__.py 是包的标志性文件,主要作用:

  1. 标识目录为 Python 包:告诉解释器这个目录是一个包,而非普通目录。
  2. 控制包的导入行为:可以在其中定义 __all__ 变量,指定 from package import * 时导入的模块列表:
    # my_utils/__init__.py
    __all__ = ['calculator', 'string_utils']  # 限制*导入的模块
    
  3. 执行初始化代码:包被导入时,__init__.py 中的代码会自动执行。

五、总结

  • 模块:是代码组织的最小单位,对应一个 .py 文件,用于封装函数、类或变量。
  • :是模块的集合,对应一个包含 __init__.py 的目录,用于组织多个相关模块,实现更复杂的功能。

简单类比:

  • 模块 ≈ 一本书的某一章节(单一主题的内容)
  • 包 ≈ 一整套丛书(包含多个章节/分册,围绕一个大主题)

理解两者的区别,有助于写出结构清晰、易于维护的 Python 代码,尤其是在开发大型项目时。

http://www.hskmm.com/?act=detail&tid=27810

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