1 引言

眾所周知，模塊化編程具備很多優點，尤其在複雜項目上體現更為明顯。Python模塊化編程有助於開發者統籌兼顧和分工協作，並提升代碼靈活性和可維護性，是編程開發者不可或缺的一項重要工具。

2 Python模塊

在平時Python編程中，我們所保存的以.py為尾碼的代碼文件（如hello.py），稱為源文件（source file）。開始學習Python編程時，我們通常將項目所有代碼放在一個源文件中進行編譯實現，但是隨著深入學習和項目變得複雜起來時，這種方法將無法滿足你快速找到你定義的函數（functions）或類（classes）的具體位置，這時模塊化編程思想就有了用武之地。

我們可以創建一個Python模塊（如module.py），其中module稱為模塊的名稱。當然，Python模塊在本質上就是一個源文件（source file），同樣是以.py作為尾碼保存。Python模塊通常包含的是項目需要實現的某個或某幾個功能的源代碼（source code），當你的項目需要實現包含在此模塊中的功能時，運用import module則可導入此模塊到項目中。

3 Python包

Python包就是把多個Python模塊集合到一起而形成的一個目錄（directory），如下圖所示。

上圖所示定義了一個名為animals的Python包，包含了5個Python模塊：cat, cow, dog, horse, sheep。此外，還包含了一個名為_init_.py的特殊文件，我們通常稱此文件為包初始化文件（package initialization file）。_init_.py文件作用如下：1）告知Python system此目錄中包含有一個Python包；2）初始化該Python包；3）使導入該Python包時更容易。

【註】：Python3.3版本以後，Python包中並非必須要包含初始化文件（此類包稱之為命名空間包（namespace package）），但習慣上仍然選擇包含初始化文件（此類包稱之為常規包（regular package））。

調用Python包中模塊和前面類似，如import animals.cat。

創建Python包可以更好地組織協調複雜項目，能夠將有關聯的Python模塊進行集中，甚至能夠在Python包中繼續定義Python包（稱為嵌套包（nested packages））。

4 運用Python模塊和包來組織一個項目

Python模塊和包的應用不僅僅能將你項目的全部代碼劃分到各個模塊和包中，而且它能夠反映出項目的邏輯結構。例如，當你需要創建一個網頁應用用來存儲和報告考試成績，則可以將這個項目劃分為兩個主要部分：1）網頁介面，用來與用戶交互使用；2）後端，操作資料庫存儲信息的內部邏輯並產生報告結果。如下圖所示：

  對於網頁介面，可由以下四個模塊構成：

• 提供用戶驗證部分，包括註冊、登錄、登出；
• 提供瀏覽和錄入考試成績網頁介面；
• 提供生成成績報告單網頁介面。
• 提供API，允許其它系統根據需求獲取考試成績結果。

對於後端，可由以下三個模塊構成：

• 資料庫；
• 成績報告單生成器；
• 郵件發送成績報告單。

對於整個項目，可以劃分為兩個主要的Python包，分別命名為：web和backend，

• web package（包含網頁介面四個模塊）；
• backend package（包含後端三個模塊）。

雖然上述內容是一個虛構項目（與實際網頁應用開發有別），但它很好的展示了模塊化編程的思想，把整個項目劃分成了獨立的模塊和包，有助於我們對模塊化編程的理解。

5 小結

模塊化編程的應用，有利於我們管理項目中需要變更或重建的模塊，無需過多修改項目代碼，提升項目的可維護性和靈活性；有利於提升我們編程的效率，避免重覆造車輪的尷尬；有利於優化我們的項目代碼結構，彰顯項目的邏輯性。

未完待續……

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