Python - 套件：您的代碼重用與組織之門

您好，有抱負的 Python 程式設計師！今天，我們將開啟一段令人興奮的旅程，進入 Python 套件的世界。作為您親切友善的電腦科學老師，我非常高興能引導您了解這個重要的概念，它將把您的編程技能提升到新的水平。所以，拿起您的虛擬背包，我們一起深入探險吧！

Python 套件是什麼？

在我們開始創建自己的套件之前，讓我們先了解它們是什麼，以及為什麼它們如此重要。

想像您正在建造一個巨大的樂高結構。如果樂高積木不是到處散落，而是根據它們的用途被有組織地放在不同的盒子裡，這不是很好嗎？這正是 Python 套件為您的代碼所做的！

Python 套件是一種將相關模塊組織到目錄層次結構中的方式。它允許您將相關功能組合在一起，使您的代碼更具有組織性、可重用性，並且更易於維護。

創建一個 Python 套件

現在，讓我們捲起袖子創建我們自己的 Python 套件。我們從一個簡單的例子開始。

步驟 1: 創建套件目錄

首先，我們需要為我們的套件創建一個目錄。我們稱之為 my_math_package。

my_math_package/

步驟 2: 添加一個 init.py 檔案

在 my_math_package 目錄內，創建一個名為 __init__.py 的空檔案。這個檔案告訴 Python 應該將目錄當作套件對待。

my_math_package/
__init__.py

步驟 3: 創建模塊檔案

現在，讓我們為我們的套件添加一些模塊。我們將創建兩個簡單的模塊：basic_operations.py 和 advanced_operations.py。

my_math_package/
__init__.py
basic_operations.py
advanced_operations.py

步驟 4: 向模塊添加代碼

讓我們為我們的模塊添加一些簡單的函數。

在 basic_operations.py 中：

def add(a, b):
return a + b

def subtract(a, b):
return a - b

在 advanced_operations.py 中：

def power(base, exponent):
return base ** exponent

def factorial(n):
if n == 0 or n == 1:
return 1
else:
return n * factorial(n-1)

步驟 5: 使用套件

現在我們已經創建了我們的套件，讓我們看看如何在我們的 Python 代碼中使用它。

# 匯入特定函數
from my_math_package.basic_operations import add, subtract
from my_math_package.advanced_operations import power, factorial

# 使用匯入的函數
print(add(5, 3))  # 輸出：8
print(subtract(10, 4))  # 輸出：6
print(power(2, 3))  # 輸出：8
print(factorial(5))  # 輸出：120

這不是很整潔嗎？我們剛剛建立並使用了我們自己的 Python 套件！

定義套件清單

在處理較大的專案時，您可能需要使用多個套件。記錄您的專案所依賴的所有套件是一個好習慣。這裡就需要套件清單。

套件清單通常存儲在一個名為 requirements.txt 的檔案中。這個檔案列出了您的專案運行正確所需要的所有套件及其版本。

以下是 requirements.txt 檔案的可能樣子：

numpy==1.21.0
pandas==1.3.0
matplotlib==3.4.2

每行指定一個套件名稱及其版本。雙等號（==）表示我們需要正好是該版本。

套件安裝

現在我們知道了如何列出我們所需的套件，讓我們學習如何安裝它們。Python 提供了一個強大的工具，稱為 pip，用於安裝套件。

安裝單個套件

要安裝單個套件，您可以使用以下命令在您的終端機或命令提示符中：

pip install 套件名稱

例如，要安裝 NumPy：

pip install numpy

從 requirements.txt 安裝

要安裝 requirements.txt 檔案中列出的所有套件，使用：

pip install -r requirements.txt

這個命令告訴 pip 讀取 requirements.txt 檔案並安裝其中列出的所有套件。

虛擬環境

這裡有一個專業建議：當您在處理不同的專案時，使用虛擬環境是一個好主意。虛擬環境是您的每個專案的一個獨立的遊樂場，保持它們的依賴關係相互隔離。

要創建虛擬環境：

python -m venv myenv

要激活它：

• 在 Windows 上：myenv\Scripts\activate
• 在 macOS 和 Linux 上：source myenv/bin/activate

激活後，您安裝的任何套件都將特定於此環境，讓您的專案保持整潔！

結論

恭喜！您剛剛在您的 Python 之旅中邁出了重要的一步，學習了關於套件的知识。從創建自己的套件到安裝和管理它們，您現在有工具可以像專業人士一樣組織您的代碼。

請記住，套件就像您代碼庫中的書架。它們幫助您保持一切有組織，使您更容易找到所需的內容，並與他人分享您的代碼。當您繼續您的 Python 冒險之旅時，您將發現許多更多令人興奮的套件，它們可以為您的專案添加強大的功能。

繼續練習，保持好奇心，並快樂編程！

方法	描述
pip install 套件名稱	安裝單個套件
pip install -r requirements.txt	安裝 requirements.txt 中列出的套件
python -m venv myenv	創建虛擬環境
myenv\Scripts\activate (Windows)	在 Windows 上激活虛擬環境
source myenv/bin/activate (macOS/Linux)	在 macOS/Linux 上激活虛擬環境

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