Python 包、模块、类以及代码文件和目录的一种管理方案

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1.要解决的问题

Python在语义中存在着包、模块、类（当然还有函数）这几个概念。

在编写Python代码时，我们需要管理代码的文件目录结构。

这时候会遇到这样一种情况：

1.由于Python一个文件算一个模块，一个带__init__.py的目录算一个包。

2.而为了控制代码文件不要过大，我们需要的是一个类（几个类或加些许函数）分配一个文件。

3.这时候会出现类似这样的语句：

#第一种

import package_a.class_a_file as caf

a = caf.ClassA()

#第二种

form package_a.class_a_file import *

a = ClassA()

#另外几种就不意义列举了...

以上除了直观上可以看出import过长外，隐藏的另一点是我们是希望一个类用一个文件，在使用多个相关类的时候就必须写很多import。（注：我们可不想一堆代码扎堆，弄出一个超大代码文件。）

2.解决方案要达到的效果

#文件目录结构

#|--demo.py

#|--package_a

# |--__init__.py

# |--class_a.py #类ClassA

# |--class_b.py #类ClassB和函数func_b()

#demo.py中可以直接使用

from package_a import *

a = ClassA()

b = ClassB()

func_b()

由于Python里一个带__init__.py的目录算一个包，所以利用这一机制，把类文件放在包里，用包来管理类。

注：在Python里“包是模块，而模块不是包”。用system.modules可以取到的名字是包和模块都有的，而用__package__却能很好的区分包和模块。也就是“包其实是一种特殊的模块”。

3.解决方案

这就是解决方案的文件base.py，代码很短：

import sys

_packet_ = {}

#它是个装饰器，item是类，或者函数

def export(item):

#获取item的模块对象

module = sys.modules[item.__module__]

#由模块对象得到包对象

package = sys.modules[module.__package__]

#把item添加到包的__dict__里

package.__dict__[item.__name__] = item

#生成所有使用该解决方案的包的__all__变量，并把导出的item添加进去

if not package.__name__ in _packet_:

_packet_[package.__name__] = []

_packet_[package.__name__].append(item.__name__)

#原封不动地把item返回

return item

#它是个函数，在包__init__.py里用于获取__all__

def packet(name):

if not name in _packet_:

_packet_[name] = []

return _packet_[name]

代码用意我写在注释里了，就是以装饰器来把类添加到包的__dict__和__all__里。__all__需要利用packet在包里生成，不这么做只会使得from package_name import * 后不能找到类，需要写具体的类名from package_name import ClassA。

4.使用解决方案

先来看下使用解决方案后的目录结构：

#文件目录结构（使用后结构只多了base.py）

#|--base.py

#|--demo.py

#|--package_a

# |--__init__.py

# |--class_a.py #类ClassA

# |--class_b.py #类ClassB和函数func_b()

代码处就需要做到以下几点：

1.关于被导出的类文件里应该怎么做，这里以class_b.py为例子:

# ./package_a/class_b.py

#1.需要导入base

import base

#2.使用export装饰器,装饰要导出的类或函数

@base.export

class ClassB:pass

#2.同样的export可以导出函数

@base.export

def func_b():

print('func_b')

2.使用了导出功能的包要做什么,这里以package_a包为例:

# ./package_a/__init__.py

#1.导入base

import base

#2.导入将要导出的子模块，需要具体模块名字的形式，from . import * 不可用

from . import class_a,class_b

#3.用packet初始化__all__,这个可选，主要是看要不要支持 from 的用 * 导入

__all__ = base.packet(__name__)

#4.这个是可选的，因为如果用了__all__会影响from *。可以用export把__init__.py里的项，加入__all__

@base.export

def pafunc():

print('pafunc')

5.总结

使用该解决方案可以归纳为两点:

1.用@base.export标记要导出的类或函数

2.在包__init__.py里初始化__all__ = base.packet(__name__)

3.（说好的只有两点呢？）其实第2点是可选的，不过最好加上。而在包的__init__.py里导入子模块才是真正的第2点。不然子模块不会被载入，也谈不上导出了。

最后，demo.py里可以这么写，和预期的效果一样：）

# ./demo.py

from package_a import *

a = ClassA() # 上面的实例没有给出，不过假设有ClassA在class_a.py里的

b = ClassB()

func_b()