各类Python项目的项目结构及代码组织最佳实践

2023-05-16

1. 了解Python项目文件组织结构非常重要

为什么要掌握pythob项目结构？

优秀的程序员都使用规范的项目代码结构，了解这些好的习惯方式，能帮助你快速读懂代码
如果项目是几个人合作开发，好的代码结构，便于分工，减少混乱，使项目开发过程更顺畅。

本文将为您介绍：项目结构预备知识，基本项目结构，带多个子包的项目结构，Flask项目结构，机器学习项目结构等常见类型的项目结构，有疑问，欢迎留言

预备知识：Package包, Module模块与 fiile文件的关系

Package(包), Module(模块), file(文件）三者关系，
Package由模块组成
包含功能代码的.py 代码文件也称为 module 模块，但不能把 config.py , __init__.py称为模块。
在这里插入图片描述

预备知识：包与目录的关系

虽然在形式上，可以把1个包理解为1个目录，但并非是包含代码的目录都是包，
在这里插入图片描述
二者区分的关键是，包目录包含 __init__.py 文件，不包含此文件的不能称之为包目录。

2. 应用最广泛的 python 项目结构的基本形式

本文介绍的python项目结构适合于中小型项目，应用非常广泛，初学者应该养成好习惯，一开始就用这种方式来组织自己的代码。

假设新建项目的名称为 myproject, 可以在windows或 linux终端，创建如下项目结构

└─myproject
    │  .gitignore
    │  LICENSE
    │  readme.md
    │  requirements.txt
    │  setup.py
    │
    ├─myproject
    │      main.py
    │      util.py
    │      __init__.py
    │
    └─test
            test_main.py

说明如下：

第1层 myproject 是项目根目录，第2级 myproject是包目录，为什么这样组织，主要是基于好的实践经验，项目根目录主要用于存放配置，手册，启动文件等。而主要功能都放在package包中，Pythton包的具体组织形式就是1个子目录，由于是基本项目，功能不多，只有1个包，因此用项目同名做为包名，所有实现代码放在 ·myproject/myproject· 目录下。

2) 项目根目录

主要有几类文件：

setup.py 文件，这是要安装的包信息
项目说明， readme.md , readme.rst 等。
requirements.txt，第3方依赖库列表
License，许可说明文件
.gitignore 如果使用git 做为仓库，这个文件说明哪些文件不上传

3) 包目录

包目录下主要有:

包目录下还必须有1个__init__.py文件，（参考 Python项目中的 init.py的作用及内容 )n
python实现代码 .py文件。

4) test目录

主要保存测试文件，都是test开头文件。

3. 再简化：命令行式项目的结构

对于1个非常简单的程序，还可以简化为如下形式

sample/
├── .gitignore
├── LICENSE
├── README.rst
├── requirements.txt
├── sample.py
├── setup.py
└── test_sample.py

带子应用的项目结构

如果项目功能较多，有几个开发者，可以把项目拆分，分成几个子包来开发。在 myproject的主包目录下创建子包目录

└─myproject
    │  .gitignore
    │  LICENSE
    │  readme.md
    │  requirements.txt
    │  setup.py
    │
    ├─myproject
    │  │  main.py
    │  │  util.py
    │  │  __init__.py
    │  │
    │  ├─app_sample
    │  │  │  sample.py
    │  │  │  __init__.py
    │  │  │
    │  │  └─__pycache__
    │  │          sample.cpython-39.pyc
    │  │          __init__.cpython-39.pyc
    │  │
    │  └─__pycache__
    │          main.cpython-39.pyc
    │          __init__.cpython-39.pyc
    │
    └─test
            test_main.py

说明:

子包目录的sample.py, __init__.py文件内容分别如下：

 # sample.py文件
 def demo():
    return "this is a demo function"

# __init__.py 文件
from .sample import demo 
# 或者 from sample import *

在myproject/main.py中

from app_sample import *
def main():
    return "main test"

print(main())
print(demo())

输出为：
main test
this is a demo function

也可以这样导入 sameple.py 中demo函数

from app_sample.sample import demo

4. Flask 项目结构

与django有项目结构生成工具不同，Flask 项目结构需要自己来构建， 1个结构良好的项目结构形式，要考虑子应用隔离，模型，模板文件、静态文件等路径，
下面是推荐的 Flask项目结构:

flaskr-tutorial/
├── flaskr/
│   ├── ___init__.py
│   ├── db.py
│   ├── schema.sql
│   ├── auth.py
│   ├── blog.py
│   ├── templates/
│   │   ├── base.html
│   │   ├── auth/
│   │   │   ├── login.html
│   │   │   └── register.html
│   │   └── blog/
│   │       ├── create.html
│   │       ├── index.html
│   │       └── update.html
│   └── static/
│       └── style.css
├── tests/
│   ├── data.sql
│   ├── test_auth.py
│   ├── test_blog.py
│   ├── test_conf.py
│   ├── test_db.py
│   └── test_factory.py
├── venv/
├── .gitignore
├── setup.py
└── MANIFEST.in

5. 机器学习项目结构

机器学习项目是python应用的重要方向，此类项目的特点是，需要有源数据、算法模型目录（注意不是django, flask 的模型)，生产环境通常还需要集成 Flask 提供web服务，典型的项目结构如下：

sample/
├── data/
│   ├── external/
│   ├── interim/
│   ├── processed/
│   └── raw/
├── models/
├── notebooks/
├── sample/
│   ├── data/
│   ├── features/
│   └── model/
├── tests/
├── .gitignore
├── LICENSE
├── README.rst
├── requirements.txt
└── setup.py

总结

本文描述的python最流行的基本项目结构形式，后续继续给大家介绍，多应用项目，web项目，AI类应用项目结构的建议。

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