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Python中import是如何工作的

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1.什么是模块(module)，什么是包(package)

模块(module)

模块与包的关系，可以类比文件和目录，模块就是文件。

Python 文档中这样描述，一个 Python 文件就是一个模块，Python 的文件名(不带后缀.py)就是模块名。

一个 module 可以包含变量、函数和类，它们是该 module 定义的命名空间的一部分，因此变量的命名问题不是问题，因为两个不同的模块可以有同名的变量、函数和类。

包(package)

模块与包的关系，可以类比文件和目录，包就是目录。

package 里面可以有 module，也可以有子包(sub-package)。一个模块定义一个命名空间，以便变量、函数和类可以在两个不同的模块中具有相同的名称，同样的，一个包对其组成的包和模块做同样的事情，可以通过点号访问主包中的模块和包。

一个基本的 package 可以包含 sub-package、modules、__init__.py(Python 3.3 之后非必需)、setup.py。一个可能的 package 结构如下所示：

Python中import是如何工作的

而 setup.py 存在于你的 package 所在的主目录中，包含配置信息，如所需的依赖项、脚本和子包。你还可以指定有关 package 的元数据，例如 package 的名称、作者、描述等。

setup.py 是 pip 用来安装你的包的文件。

2.import 时发生了什么

先举一个简单的例子，比如说同一个目录有两个文件，file1.py 和 file2.py，内容很简单，就打印各自的文件名，不同的是 file2.py 里面 import 了 file1:

#file1.py
print("This is file1.py")
#file2.py
print("This is file2.py")
import file1

运行 file2.py 可以得到下面的结果：

❯ python file2.py
This is file2.py
This is file1.py

可以看出：

  • import 很直观，用谁就 import 谁。

  • import 语句就是一个普通的语句，可以放在任何位置。

  • 一个文件被 import 的时候，就会被执行，其内部的类或对象将添加到其命名空间。

我们还要知道 import 的搜索顺序，只需要记住一点，那就是 import 会去 sys.path 里面搜索。

比如我在 file2.py 的末尾添加一行代码：import sys; print(sys.path) 就可以打印 import 的搜索路径：

Python中import是如何工作的

可以看出 sys.path 的顺序：

  • 会先搜索执行脚本所在的路径

  • 标准库

  • 第三方库 site-packages

关于 sys.path 需要你注意的是：

  • 在解释器环境下，sys.path[0] 就是解释器启动时所在的路径 ''

  • sys.path 并不会依赖当前程序的工作路径 - os.getcwd()，仅仅依赖第一个脚本所在的路径：

Python中import是如何工作的

  • 如果一个模块导入另一个模块，而后者又导入另一个模块，则第一个模块的 sys.path 是解释器搜索第二个导入语句的位置。

一旦模块或包被找到，就会执行该模块或包。如果包里面有初始化文件 __init__.py，导入的时候，会先执行 __init__.py。

然后要导入的项目就添加到了其命名空间内，我们可以通过 xx.yy 的方式来使用。

3.什么时候用相对导入，什么时候用绝对导入

先看看什么是绝对导入，所谓绝对导入就是这样的形式：

import aa
import aa.bb
from aa import bb

这样的方式很直观， import 会去 sys.path 查找就行了，如果遇到了 ModuleNotFoundError，思考一下为什么 sys.path 没有我们要导入的包，或者手动把这个包的路径插入到 sys.path 中去。

再看看什么是相对导入，所谓相对导入就是这样的形式：

from . import aa
from .aa import bb
from .. import yy

也就是说相对路径中有个 . 号，用来表明要导入的模块或当前的包的相对位置。

举个例子，我们 pythonimportexample 目录下新建一个目录 subpackage1，在 subpackage1 内新建两个文件 file3.py、file4.py。

内容如下：

file3.py :

print("This is file3.py")

file4.py：

from . import file3
print("This is file4.py")

只要我们直接运行 file4.py，那是一定会报错的：Python中import是如何工作的

Python 提示我们：

ImportError: attempted relative import with no known parent package

也就是说相对导入不知道父包是谁，换句话说，这是一个子包，必须让父包来调用它，直接运行这个文件是不行的，即使你在 file4.py 的目录 subpackage1 同级的目录执行该文件也是不行的，见上图。

但是在 file4.py 的目录 subpackage1 同级的目录作为一个 module 来执行是可以的，如下图：

Python中import是如何工作的

换句话说，我们把 subpackage1 作为一个包来让别人用，相对导入是可以的，比如说我们在目录 subpackage1 同级的目录新建一个 file5.py 的文件，内容如下：

file5.py:

from subpackage1 import file4。

然后，执行 python file5.py 可以看出，相对导入已经正常工作：

Python中import是如何工作的

结论

  • 如果是当做脚本文件直接运行的，使用绝对导入。

  • 如果是当做模块供其他文件导入，使用相对导入。

4.一个自定义包的例子

先上一个图来看下目录及引用结构，方块的是目录，椭圆的是文件，曲线是引用：

Python中import是如何工作的

其中 import_example 目录下有 setup.py 和 run.py

run.py 导入了 file4、file5、file6。

file4 导入了 file3，file5 导入了 file3。

file6 导入了 file2，file2 导入了 file1。

现在我们来执行一下 run.py 看下效果：

Python中import是如何工作的

可以看出所有相对导入都已正常工作，虽然 file3 被导入了两次，但只执行了一次，说明 Python 内部已经考虑了同一个包的多重导入问题。自定义包就是让其他文件导入使用的，因此 pythonimportexample目录下都使用相对导入。

以上就是关于“Python中import是如何工作的”这篇文章的内容，相信大家都有了一定的了解，希望小编分享的内容对大家有帮助，若想了解更多相关的知识内容，请关注创新互联行业资讯频道。


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