Python 包允许您分解大型系统并以一致的方式组织其模块，以便您和其他人可以有效地使用和重用。 Python 的座右铭“内置电池”意味着它在标准库中预装了许多有用的包。

但是您也可以利用许多令人惊叹的第三方软件包。在本教程中，您将学习所有您需要了解的包到底是什么、如何从包导入模块、探索 Python 标准库中的内置包以及安装第三方包。

什么是包？

在讨论包之前，我们先来讨论一下模块。模块是带有 *.py extension 的源文件，您（和其他人）在其中放置组成程序的函数和类。

Python 中的包只是一个包含多个 Python 文件的文件夹，并且应该有一个 __init__.py 文件。 __init__.py 文件表明该目录是一个包。 __init__.py 文件可以为空或包含一些可执行代码。

包是Python分层命名空间概念的体现。引用 Python 之禅：

“命名空间是一个非常棒的想法——让我们做更多这样的事情！”

要查看整个 Python Zen，请在 Python 交互式会话中输入 import this：

>>> import this
The Zen of Python, by Tim Peters

Beautiful is better than ugly.
Explicit is better than implicit.
Simple is better than complex.
Complex is better than complicated.
Flat is better than nested.
Sparse is better than dense.
Readability counts.
Special cases aren\'t special enough to break the rules.
Although practicality beats purity.
Errors should never pass silently.
Unless explicitly silenced.
In the face of ambiguity, refuse the temptation to guess.
There should be one-- and preferably only one --obvious way to do it.
Although that way may not be obvious at first unless you\'re Dutch.
Now is better than never.
Although never is often better than *right* now.
If the implementation is hard to explain, it\'s a bad idea.
If the implementation is easy to explain, it may be a good idea.
Namespaces are one honking great idea -- let\'s do more of those!
>>> 

命名空间有助于组织代码并防止命名冲突。当多人一起工作或使用其他人开发的软件包时，这一点至关重要。

虽然包代表子包和模块的层次结构（它们是文件），但层次结构不必基于文件系统，其中包和子包是目录和子目录。它比这灵活得多。

创建 Python 包

让我们从一个简单的例子开始。下面我们有一个名为 simple_package 的包，其中包含两个 Python 模块。

simple_package
.
├── __init__.py
├── tasks.py
└── views.py

0 directories, 3 files

• __init__.py ：表示它是一个包
• tasks.py 和 views.py 是模块

第三方软件包

让我们看一下名为 ansible 的包。它不是标准库中的包。稍后您将看到如何查找和安装第三方软件包。现在，我们来看看目录文件结构。

这些包通常会安装到 Python 解释器的 site-packages 目录中，位于 lib 下的某个位置（取决于版本、操作系统和发行版）。

例如，在 Mac 上，Python 3.10 将位于 /lib/python3.10/site-packages 中。以下是ansible包的组织方式：

tree ansible -L 1
ansible
├── cli
├── collections
├── compat
├── config
├── constants.py
├── context.py
├── errors
├── executor
├── galaxy
├── __init__.py
├── inventory
├── keyword_desc.yml
├── __main__.py
├── modules
├── module_utils
├── parsing
├── playbook
├── plugins
├── __pycache__
├── release.py
├── template
├── utils
├── vars
└── _vendor

18 directories, 6 files

有6个模块和18个目录。每个目录都是主 ansible 包的子包。查看 ansible/utils 目录，我们可以看到它包含其他模块，甚至还有一个子包：

tree ansible/utils -L 1
ansible/utils
├── cmd_functions.py
├── collection_loader
├── color.py
├── context_objects.py
├── display.py
├── encrypt.py
├── fqcn.py
├── galaxy.py
├── hashing.py
├── helpers.py
├── __init__.py
├── jsonrpc.py
├── _junit_xml.py
├── listify.py
├── lock.py
├── multiprocessing.py
├── native_jinja.py
├── path.py
├── plugin_docs.py
├── py3compat.py
├── sentinel.py
├── shlex.py
├── singleton.py
├── ssh_functions.py
├── unicode.py
├── unsafe_proxy.py
├── vars.py
└── version.py

1 directory, 27 files

搜索路径

当你导入一个模块时，Python将根据搜索路径执行搜索算法，搜索路径是开始搜索的目录列表。搜索路径是通过 sys.path 可用的目录列表，您可以动态操作它（添加、删除或移动搜索路径中的项目）。 site-packages 目录始终存在。

要从 ansible/utils 导入 path.py 模块，您需要使用以下命令：

import ansible.utils.path

要导入 path 和 encrypt 模块，请使用以下命令：

import ansible.utils.path
import ansible.utils.encrypt

如果您还想使用标准 os.path 模块，您将使用以下命令：

import os.path

现在您可以使用其中一个或两个路径模块，而不会因为它们所属的命名空间而发生冲突。

探索标准库

标准库有很多包。每当您需要完成一项任务但不确定如何完成时，就值得探索它。对于任何通用任务，如数学、shell 集成、操作系统集成、字符串操作、网络和常见文件格式，标准库中很可能有一个设计良好、性能良好且经过良好测试的包.

你真的可以信任标准库包，因为进入标准库是一件大事。该包要么是由 Python 核心开发人员设计的，要么是经过严格审查并在进入标准库之前经常作为第三方库在该领域大量使用的。

以下是标准库中按主题组织的所有包。

PyPI

标准库很棒，但通常会有一些您需要的特殊功能不是标准的。这并不意味着您必须从头开始编写。 Python 拥有一个充满活力且活跃的社区，开发并免费共享大量代码。输入 PyPI：Python 包索引。 PyPI 托管所有公开可用的软件包，并提供一站式商店供浏览它们。

浏览 PyPI

PyPI 将包组织在可浏览的索引中。您可以按主题、环境、框架、开发、状态、目标受众、许可证、自然语言、编程语言（是的，有支持多种编程语言的 Python 包）和操作系统来浏览和搜索。

截至 2021 年，PyPI 不再显示软件包的下载统计信息，因为维护统计信息所需的资源导致其效率低下。

安装软件包

有两种方法可以从 PyPI 安装软件包。您可以下载该软件包，然后运行 ​​python setup.py install。但现代的方法是使用 pip、setuptools 和wheel。

从 Python 3.4 和 Python 2.79 开始默认包含 Pip 和 setuptools，但您需要升级到最新版本：

• Linux/macOS：pip install -U pip setuptools
• Windows：python -m pip install -U pip setuptools

使用pip安装wheel：

pip install wheel.

要使用 pip 安装软件包，请发出此命令。

pip install <package_name>

其中 package_name 是包的名称。例如，要安装 Ansible，命令如下所示：

pip install ansible

如果需要特定版本，也可以指定如下：

pip install ansible==7.0

Python 包始终安装到环境中。我在这里不会介绍的一种常见做法是使用虚拟环境来管理具有不同解释器和/或不同安装包集的多个独立的 Python 安装。您可以在此处阅读有关虚拟环境的更多信息。

最佳实践

Python 打包权威提供了大量有关打包最佳实践的指导。这很重要，因为这是一个正在积极开发的领域，并且建议会快速发展。

此外，如果您想做一些特别的事情，例如从替代存储库而不是 PyPI 安装软件包或以更复杂的方式使用 pip，您会发现精彩的讨论和实用的建议。

结论

当您是 Python 初学者时，您会学习核心语言并享受使用它的乐趣。很快您就会发现标准库，并且随着您获得更多经验，您会从它的丰富性中受益越来越多。

作为 Pythonista，您发展的下一阶段是将 Python 社区在 PyPI 上带来的巨大优势融入到您的系统中。包作为可重用 Python 代码的部署单元使这个生态系统得以实现。