9.3 模块与包——包¶

内容梗概¶

本课讲解"包"（package）的概念与用法：包是一组模块的集合，即一个包含多个 .py 文件的文件夹。老师以 sound/formats 的多层目录为例，演示了 __init__.py 的作用与包导入时初始化文件逐级执行的顺序；讲解了为什么不推荐 from 包 import *，以及必须配合在 __init__.py 中定义 __all__ 列表才能使用星号导入；最后讲解包/子包内部模块之间要用相对路径（from . import xxx、from .. import xxx）互相导入。本课偏理论、无作业，老师鼓励大家在后续实验中按包的结构组织代码。

知识点详解¶

包的概念（约 00:00–00:56）¶

包 = 一组模块的集合 = 一个文件夹：把相关功能的 .py 文件放进一个文件夹提供给他人使用，就形成了一个包。
模块是文件，包是由这些文件组成的文件夹，但它是特殊的文件夹。
演示目录结构：在当前目录建子文件夹 sound，里面再建子包 formats，其中放置 wavread.py、wavwrite.py 等模块（模块内容可以为空，结构对即可）。

`init.py`（约 00:27–01:24）¶

双下划线在 Python 中是保留符号的标记（联系模块中的 __name__ 等变量）。
文件夹下有了 __init__.py 才能被（规范地）当作一个包导入；它的作用是写包的基本信息（如 author = "安静"）和初始化代码。
老师课堂上自我纠正：没有 __init__.py 时文件夹有时也能作为包导入，"只是不太合规"，建议一定要有。

包的导入与逐级初始化（约 01:24–02:45）¶

包和模块的导入方式一致，可用之前讲的多种导入形式：导入整个包、导入包中某个子包（如 import sound.formats）、或导入子包中某个具体模块。
逐级初始化：导入 sound.formats 时，Python 会先执行外层 sound/__init__.py，再执行 formats/__init__.py——按层级逐级运行各层的初始化文件（通过在各 __init__.py 中写 print 可观察到执行顺序）。

不推荐 `from 包 import *` 与 `all`（约 02:45–11:07）¶

不推荐 from sound import * 这类直接导入包内所有内容的写法：包里可能有很多子包/子模块，全部导入会导致加载速度和效率很差。
更进一步：对包使用星号导入时，直接调用子模块中的函数会报 NameError: name 'xxx' is not defined——**除非**在该包的 __init__.py 中定义了 __all__ 变量（双下划线）。
演示：在 formats/__init__.py 中写 __all__ = ['wavread', 'wavwrite']（列出星号导入时要导入的模块名）后，from sound.formats import * 才能正常导入这两个模块，进而调用 wavread.read() 等函数（空函数 pass 时打印结果为 None）。
一般仍不推荐这么用，但读别人代码时会经常见到，需要理解。

子包中使用相对路径互相导入（约 11:36–14:31）¶

场景：在 wavread.py 里想调用同目录的 wavwrite.py，或调用上一级其他子包的模块。
直接写 import sound.xxx 是不行的（找不到主包入口），要用**相对路径导入**：
from . import wavwrite —— 导入当前文件夹（当前包）下的模块；
from .. import effects 或 from ..effects import echo —— .. 表示退到上一层（如从 formats 退到 sound），再进入兄弟子包导入其中模块。
与之前讲过的文件相对路径概念（. 当前目录、.. 上级目录）一致。

本课小结（约 14:31–15:37）¶

包和模块结合紧密，新知识点有两个：
__init__.py 的用法与执行顺序——导入时按层级逐级加载；
子包内模块相互调用要用相对路径。
本节偏理论、没有实验、没有作业；希望大家在后面的实验中尽量按包的结构组织自己的代码。

示例与演示¶

搭建包结构：在实验目录下创建 sound/ 主包、sound/formats/ 子包，放入 wavread.py、wavwrite.py 等模块（内容可为空函数 pass）。
初始化顺序演示：在各层 __init__.py 中写打印语句（如定义 author 变量、打印初始化信息），import sound.formats 后观察到先执行 sound/__init__.py 再执行 formats/__init__.py。
from sound.formats import * 演示：未定义 __all__ 时调用模块报 name is not defined；在 formats/__init__.py 中加入 __all__ = ['wavread', 'wavwrite'] 后导入成功，调用 wavread.read()（空函数）输出 None。
细节观察：导入时即使未调用 wavwrite，只要它列在 __all__ 中也会被自动编译，生成 .pyc 字节码缓存（呼应 9.2 的 __pycache__）。
相对导入演示：在 wavread.py 中用 from . import wavwrite 导入隔壁模块；用 from .. import effects（退一层再进 effects 子包）导入 echo 模块。

重点与难点¶

__init__.py：包规范上必须有；导入子包时各层 __init__.py 会**按层级依次执行**，自己做实验时要注意这一点。
from 包 import * 不推荐；要用必须在 __init__.py 里定义 __all__ 列表，否则星号导入后无法访问子模块（报 not defined）。
包内模块互相引用必须用相对路径（.、..），直接 import 主包.子模块 在包内部不可行——这是易错点。
理论性内容在小程序里用不上，但看别人的中大型项目代码时很常见，且后续实验要求按此结构组织代码。

关联内容¶

上接 9.1（模块概念、四种导入方式、__name__ 等内置变量）与 9.2（sys.path 搜索路径、__pycache__ 字节码缓存，本课导入包时同样生成了 .pyc）。
相对路径的 ./.. 记法呼应此前文件操作章节中的路径概念。
下接第 10 章"第三方库与虚拟环境"：第三方库本质上就是别人写好的包，pip install 后装入 site-packages。
双下划线命名（__init__、__all__、__name__）为后续第 11–12 章类的特殊方法（如 __init__ 构造方法）做了铺垫。